檢測我們眼睛可見光範圍以外的光線是很難做到的，因為與室溫下的環境熱量相比，紅外光攜帶的能量太少。 除非將專門的探測器冷卻到非常低的溫度，否則紅外光就會被遮蔽，這既昂貴又耗能。 現在，由劍橋大學領導的研究人員已經展示了檢測紅外光的新概念，顯示了如何將其轉化為易於檢測的可見光。

在與來自英國、西班牙和比利時的研究人員的合作下，該團隊利用單層分子在其振動的化學鍵內吸收中紅外光。 這些振動的分子可以將它們的能量”捐獻”給它們遇到的可見光，將其”向上轉換”為更接近光譜藍色端的發射，然後可以被現代可見光相機檢測到。

《科學》雜誌報導的這一結果為感知污染物、追蹤癌症、檢查氣體混合物和遠端感知外部宇宙開闢了新的低成本途徑。

研究人員面臨的挑戰是確保顫動的分子足夠快地遇到可見光。 來自劍橋大學卡文迪什實驗室的第一作者Angelos Xomalis說：”這意味著我們必須將光真正緊緊地困在分子周圍，將其擠壓到由黃金包圍的縫隙中。 ”

研究人員設計了一種將單分子層夾在鏡子和小塊黃金之間的方法，只有「超材料」才能做到這一點，它能將光扭曲並擠壓到比只有人類頭髮十億分之一的體積中。

“同時捕獲這些不同顏色的光是很難的，但我們想找到一種不昂貴的方法，並且可以很容易地生產出實用的設備，”來自卡文迪許實驗室的共同作者Rohit Chikkaraddy博士說，他根據他對這些構件中的光的模擬設計了這些實驗。

領導這項研究的劍橋大學卡文迪許實驗室納米光子學中心的Jeremy Baumberg教授說：”這就像聆聽緩慢的地震波，通過與小提琴弦的碰撞來獲得容易聽到的高音，而且不會弄壞小提琴。 ”

研究人員強調，雖然現在還處於早期階段，但有很多方法可以優化這些廉價的分子探測器的性能，然後可以在光譜的這個視窗獲得豐富的資訊。 從星系結構的天文觀測到感知人類激素或入侵性癌症的早期跡象，許多技術都可以從這種新的探測器的進步中受益。

這項研究由來自劍橋大學、魯汶大學、倫敦大學學院（UCL）、法拉第研究所和瓦倫西亞理工大學的科學家們組成的一個團隊進行。

這項研究是英國工程和物理科學研究委員會（EPSRC）對劍橋納米光子學中心投資的一部分，也是歐洲研究委員會（ERC）、劍橋大學三一學院和魯汶大學的資助。