Neugierige Frage zu Licht und Photonen

Wenn eine Photonenwellenlänge (z. B. gelb) von den anderen Wellenlängen isoliert ist, die die Sonne emittiert (sobald sie die Erde erreicht), kann dieses bestimmte Teilchen/Photon dann leicht in eine kürzere Wellenlänge verzerrt werden (z. B. als grün wahrgenommen)?

Falls ja; bitte erkläre.
Wenn nein; bitte erkläre.

Danke schön!

Läuft man mit 10 % Lichtgeschwindigkeit auf das gelbe Photon zu, wird es grün .
1. Können Sie bestimmte Lichtwellenlängen aus dem gesamten Spektrum, das unser Stern abgibt (danach geht Licht durch unsere Atmosphäre) trennen/isolieren? 2. Wenn dieses isolierte Licht eine Wellenlänge von etwa 570 nm (gelb) hat, kann es dann manipuliert oder verzerrt werden, um einer etwas kürzeren Wellenlänge von etwa 510 nm (grün) zu entsprechen? Bitte begründen Sie, wenn ja oder nein, wenn möglich. Vielen Dank

Antworten (3)

Ich transformiere die Wellenlängen des Lichts jeden Tag im Labor; Sie auch, wenn Sie einen grünen Laserpointer haben. Informationen zur Funktionsweise eines grünen Laserpointers finden Sie unter http://www.repairfaq.org/sam/laserpic/glpdpics.htm

Dies wird als nichtlineare Optik bezeichnet und erfordert (a) eine höhere Lichtintensität als normal und (b) einen richtig geschnittenen Kristall, der bestimmte strukturelle Anforderungen erfüllt.

Wenn Sie also gelbes Licht in grünes Licht umwandeln wollen, müssen Sie härter arbeiten, denn die einfachsten Prozesse ändern die Wellenlänge um den Faktor 2: Verdoppeln Sie sie, erzeugen Sie zwei neue Photonen aus jedem zerstörten oder halbieren Sie sie, was erfordert die Zerstörung von zwei Photonen, während ein Ersatz mit der doppelten Energie (halbe Wellenlänge) erzeugt wird.

Dies wurde erstmals 1961 von Peter Franken et al. an der University of Michigan demonstriert. Das Papier wird hier mit Referenzen diskutiert: http://www.laserfocusworld.com/articles/2011/09/sprc-symposium-2011 .html

Peter, das ist fantastisch, ich fange hier mit der Recherche an.
Ich habe eine Frage zu Ihren Lasertransformationen. Gibt es eine Möglichkeit, die Wellenlängen ohne Energieverlust oder künstliche Mittel umzuwandeln, indem nur das Licht der Sonne getrennt und dann zu einem Medium geleitet wird, das seine Länge ohne zusätzliche Elektrizität zum Prozess verkürzen könnte?
Bei dieser parametrischen Wellenlängenverschiebung wird keine Energie verbraucht; jedoch ist es oft ziemlich ineffizient. Ich mache gerade eine Abwärtskonvertierung und spalte ein 402-nm-Photon in ein Paar 804-nm-Photonen auf - aber es konvertiert nur 1 pro 100.000.000 Möglichkeiten. Der grüne Laserpointer ist viel effizienter, und der Artikel erklärt ausführlich, warum.
Herr Diehr, wie können wir direkt die Frequenz erhöhen ?
Theoretisch kann man genug Leistung haben, um das Vakuum zu stören; Mein Diplomarbeitsbetreuer interessierte sich für diese und jede Anwendung mit extrem hoher Leistungsdichte. In der Praxis braucht es einen Mediator wie einen zentrosymmetrischen Kristall wie BBO, obwohl bei ausreichend hoher Leistung sogar ein Magnetfeld zusammen mit einer Kollision verwendet werden kann. Es ist alles in der Statistik.
Ich arbeitete (von weit her) mit einem Team, das versuchte, die Wärme von Rechenzentren zu behandeln. Viele schwere Techniken funktionieren, aber sie ändern nur ein wenig die Spektrumsverteilung. Es gibt etwas, um dieses Problem zu lösen :) Danke
Peter, kannst du das bitte etwas genauer ausführen und erklären?
Sagen wir 1200, 1100, 1000, ..., 600 bzw. in Wellenlängen des Lichts, das ich von einer Quelle erfassen möchte, die auch 1300, 1400, ... nach unten emittiert. zusammengenommen entsprechen sie 700 Einheiten (%), auf die ich mich konzentrieren möchte. Nehmen wir an, ich streue das Licht bei 1200, indem ich ( en.wikipedia.org/wiki/Photon_upconversion ) oder eine andere Methode verwende, die wir hier nicht berührt haben. Ich teile die Wellenlänge auf 600, sagen wir, 5% dieses Lichts machen es auf 600. Dann i tun Sie dies für alle Frequenzen darunter und höher. gegen die Erhaltungssätze verstoßen, wenn die Frequenzen ab 600 bis in den ultravioletten Bereich intensiver sind als vorher?
Nichtlineare optische Effekte sind intensitätsabhängig; das heißt, je größer die Intensität des auf den Kristall gerichteten Lichts ist, desto größer ist die Umwandlungseffizienz. Bei kontinuierlichen Strahlen kann die Effizienz mit zunehmender Länge des Kristalls zunehmen, dies funktioniert jedoch nicht in Fällen, in denen "Phasenanpassung" erforderlich ist. Für die größte Effizienz müssten Sie die Wellenlängen trennen, beispielsweise durch Beugung, und jede Gruppe mit ihrem eigenen optimalen Prozess verarbeiten. Die Aufwärtskonvertierung erhöht die Frequenz (und Energie) der verbleibenden Photonen, während ihre Wellenlänge reduziert wird.

Das Konzept, eine Frequenz (in diesem Zusammenhang ist es etwas korrekter, Frequenz statt Wellenlänge zu verwenden) in eine andere umwandeln zu können, ist eine Frage der Linearität. Im Allgemeinen werden die Licht/Optik-Gleichungen (Maxwell-Gleichungen) als linear betrachtet. Dies hat zur Folge, dass jedes Licht, mit dem Sie bei einer Frequenz beginnen, für immer auf derselben Frequenz bleibt.

Um Frequenzen zu ändern, ist es notwendig, dass Licht nichtlinear interagiert. Kurz gesagt, Licht wirkt in Materialien im Allgemeinen nur nichtlinear, und nur dann, wenn Ihr Licht über ausreichende Leistung verfügt. Dies ist normalerweise nur bei bestimmten Kristallen zu sehen , kann aber bei jedem Material passieren, wenn Ihr Licht ausreichend stark ist.

David, nehmen wir an, ich ging nach draußen und benutzte einen Monochromator, um jede Frequenz außer meiner gewünschten Frequenz/Wellenlänge herauszufiltern. Nehmen wir an, die Wellenlänge beträgt 700 nm von Spitze zu Spitze. Könnte ich diese Frequenz durch ein Material laufen lassen, um es 699,999 nm von Spitze zu Spitze zu machen? 699 nm von Spitze zu Spitze? Was ist mit 350 nm von Spitze zu Spitze? Jemand hat mich auf diesen Artikel hingewiesen ( repairfaq.org/sam/laserpic/glpdpics.htm ) In diesem Artikel verwendet der Laser einen KTP-Intracavity-Frequenzverdoppler-Kristall, um ein grünes Licht zu emittieren, das die Hälfte seiner ursprünglichen Wellenlänge hat. Könnte dies getan werden, ohne der Quelle Energie hinzuzufügen?
Realistisch gesehen wäre es sehr schwierig, 700-nm-Licht von 699,99-nm-Licht oder sogar 699-nm-Licht zu trennen. Wenn Sie Licht mit genau 700 nm irgendwie heraustrennen würden, würden Sie "Verbreiterungseffekte" sehen, bei denen neue Wellenlängen in einem kleinen Bereich über und unter 700 nm erzeugt werden. Eine Ursache dafür ist, dass Photonen durch kleine Vibrationen in dem Material, das sie passieren, Energie gewinnen oder verlieren können. Um durch nichtlineare Effekte neue Wellenlängen zu erzeugen, gibt es auch eine Energieerhaltungsregel F 1 + F 2 = F 3 . Für 700 nm bis 699 nm bedeutet dies, dass 700-nm-Licht mit 0,6-THz-Licht kombiniert werden muss, was nicht machbar ist.
David, können Sie näher erläutern, wie Photonen Energie aus kleinen Schwingungen in Material gewinnen, durch das sie hindurchtreten? Welche Materialien? Meine Frage war nur, das Konzept zu präzisieren, es ist für diese Anwendung nicht notwendig, so feine Wellenlängen zu trennen, aber das wirft die Frage auf, warum wir die getrennten Lichtfrequenzen bei dieser kleinen Wellenlänge nicht von Spitze zu Spitze isolieren können, wenn wir dies können einfach bei niedrigeren Frequenzen isolieren?
Sagen wir 1200, 1100, 1000, ..., 600 bzw. in Wellenlängen des Lichts, das ich von einer Quelle erfassen möchte, die auch 1300, 1400, ... nach unten emittiert. zusammengenommen entsprechen sie 700 Einheiten (%), auf die ich mich konzentrieren möchte. Nehmen wir an, ich streue das Licht bei 1200, indem ich ( en.wikipedia.org/wiki/Photon_upconversion ) oder eine andere Methode verwende, die wir hier nicht berührt haben. Ich teile die Wellenlänge auf 600, sagen wir, 5% dieses Lichts machen es auf 600. Dann i tun Sie dies für alle Frequenzen darunter und höher. gegen die Erhaltungssätze verstoßen, wenn die Frequenzen ab 600 bis in den ultravioletten Bereich intensiver sind als vorher?

Die Wechselwirkung von Photonen (Compton-Streuung) mit ruhenden Elektronen ist ein nichtlinearer Prozess, der die Lichtfrequenz (gelb bis rot) verringert. Auch das Reflektieren von Photonen in einem Spiegel mit endlicher Masse verringert die Frequenz von Photonen, da ein gewisser Impuls auf den Spiegel übertragen wird. Es ist also für ein kaltes Plasma oder Metall nicht möglich, die Frequenz von Photonen zu erhöhen, um sie von gelb nach grün zu befördern.

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