科技日报北京8月28日电

国际科学界近日在《自然·光子学》杂志上报告了重大进展，伯明翰大学与剑桥大学的科学家们开创了一种在室温条件下探测中红外（MIR）光的创新方法。这一突破性技术通过将低能MIR光子转化为高能可见光光子，显著提升了单分子级光谱分析的精确度，标志着在化学和生物分子研究领域的一次飞跃。

传统探测器依赖于耗能巨大的冷却半导体设备来应对热噪声干扰，而新方法则巧妙地在室温环境下实现了高效检测，极大地简化了实验条件和成本。这一创新基于一种名为中红外振动辅助发光（MIRVAL）的技术，利用特定分子既能在中红外光谱中又能在可见光谱中发光的特性。

研究团队设计了一个微小的等离子体腔，将分子发射器安置其中，腔体在中红外光和可见光波段均能产生共振。通过优化分子的振动态与电子态之间的相互作用，他们成功将中红外光转换为增强的可见光，实现光子能量的高效转换。

此技术的一大亮点在于其超精细的光限制能力——将光束聚焦至单分子尺度，创造出体积小于1立方纳米的极端光限制环境。这一成就得益于微腔的设计，即通过金属表面的单原子缺陷形成微小空腔，有效捕捉并集中光线。

该技术不仅推动了基础科学的边界，还为多个应用领域打开了新窗口，包括实时气体监测、医疗诊断、天文学测量及量子通信等。这一发现预示着在单分子层面深入理解复杂系统结构与功能的可能性，以及在众多科技领域开辟前所未有的探索路径。