​Des nanobâtonnets d'or (10 nm × 40 nm) émettent une lumière verte quand ils sont éclairés en infrarouge. Or cette lumière est près d'un million de fois plus intense que celle émise par les molécules organiques fluorescentes les plus efficaces ! Pourquoi ?

À l'aide d'un microscope à force atomique et d'un microscope optique, des chercheurs ont étudié la luminescence de l'or en observant la polarisation des photons absorbés et émis, en relation avec la géométrie des nanobâtonnets.

La luminescence verte résulte de l'absorption de deux photons infrarouges par le nano-objet. Celle-ci est exacerbée par une résonance plasmon longitudinale, c'est-à-dire lorsque l'énergie des photons infrarouges coïncide avec celle d'oscillations collectives des électrons libres de l'or (plasmons de surface) selon l'axe des bâtonnets. On observe ensuite que l'émission verte de luminescence est très fortement polarisée selon l'axe transverse du bâtonnet. Ceci atteste du rôle clé du mode de plasmon, cette fois transverse, dans l'émission de lumière. La double résonance plasmons, longitudinale et transverse, explique la très forte luminescence observée.

Des nanosources de lumière reposant sur la fluorescence à deux photons sont très intéressantes pour l'imagerie biologique profonde car l'infrarouge proche pénètre mieux que le visible dans les tissus. La sélectivité spatiale attendue est également excellente parce que les photons infrarouges ne peuvent être absorbés par paires au point focal du microscope.