Ist es möglich, die Frequenz des Lichts zu steuern?

Natürlich kannst du.

1. Abstimmbare Laser sind eine Sache; Sie können verschiedene Aspekte des Lichterzeugungsprozesses in verschiedenen Lasertypen modulieren.
2. Sie können eine Laserdiode mit einem sinusförmigen Signal anregen, was von Natur aus bedeutet, dass Sie einen Frequenzsynthesizer gebaut haben. Dieses sinusförmige Signal kann elektronisch erzeugt werden. Das Modulieren von Laserdioden wird üblicherweise in der faseroptischen Kommunikation durchgeführt, und da elektronische Geschwindigkeiten die Modulationsfrequenzen auf einige hundert Gigahertz begrenzen.
3. Gleiches gilt für die Modulation eines Mach-Zehnder-Modulators mit harmonischen Schwingungen. Auch hier gelten alle Ausführungen zur Sinusanregung.
4. Mit einem Frequenzkamm und einem nichtlinearen Medium können Sie eine große Menge an Intermodulationsprodukten erzeugen. Je nachdem, wie Sie den Kamm steuern, können Sie somit aus einem Raster von Wellenlängen auswählen.

Ich meine, direkt in der Quelle zu steuern, nicht das Licht zu filtern oder die Dichte des Mediums anzuordnen.

Dies ist im Wesentlichen das, was ein abstimmbarer Laser tut. Intern ist ein Laser ein angeregtes Stück Materie, das zwischen zwei Spiegeln optische Verstärkung hat. Diese Verstärkung ist bei einigen (normalerweise sehr kleinen) Wellenlängen am höchsten, sodass die Laserausgabe nahezu monochromatisch ist. Abstimmbare Laser umfassen ferner einen Mechanismus, um sich dahin zu bewegen, wo dieses Verstärkungsmaximum ist. RP Photonics hat einen Artikel über die vielen, vielen Möglichkeiten, dies zu tun:

https://www.rp-photonics.com/wavelength_tuning.html

Anstatt es hier zu wiederholen, werde ich ein einfaches Beispiel geben. Viele Laserdioden können thermisch abgestimmt werden, wobei Sie sie erhitzen oder kühlen (möglicherweise indem Sie mehr oder weniger Strom in die Diode treiben), um die Wellenlänge zu ändern, die sie emittieren. Dieser Effekt hat mehrere Ursachen, darunter Änderungen in der Bandstruktur des Halbleiters durch Temperatur/Strom sowie Änderungen des Brechungsindex aufgrund der thermischen Ausdehnung des Materials.

Dank Kommentaren entwickelt sich eine weitere Frage: Ist es möglich, die Bewegung von Elektronen zwischen den Energieniveaus zu kontrollieren?

Der eigentliche Kommentar, der Sie veranlasst hat, Ihre Frage zu ändern, ist falsch. Die Bandstruktur eines Materials ist nicht vollständig festgelegt (siehe Temperatur- / Stromabstimmung), Sie können Lichtwellenlängen emittieren, die keinem Energieniveau in einem Material entsprechen, und Sie müssen auch nicht unbedingt Energieniveaus darin ändern um die emittierten Wellenlängen zu verändern. Es sind viele Materialien verfügbar, bei denen die Bandstruktur Energieniveaus im Wert von mehreren zehn oder hundert Nanometern umfasst. Beispielsweise kann der Ti:S-Laserresonator Licht bei allen Wellenlängen von etwa 680 nm bis über 1100 nm emittieren, ein Bereich von über 400 nm. Abstimmbare Lichtquellen, die einen Ti:S-Kristall verwenden, können jede (oder alle) dieser Wellenlängen emittieren.

Dann gibt es Geräte wie parametrische Oszillatoren . Da sie nicht von den Energieniveaus eines Materials abhängen, um neue Photonen zu erzeugen, kann ein einzelnes Gerät zwischen Tausenden von Nanometern Wellenlängen abstimmen und manchmal UV, VIS und NIR abdecken.

Zusammenfassend ist es also absolut möglich, die Frequenz/Wellenlänge des Lichts mit der richtigen Ausrüstung zu steuern.

LEDs lassen sich recht gut temperaturabstimmen, aber es braucht flüssigen Stickstoff, um ein paar zehn Nanometer zu erreichen. Ich habe gerade eine ausprobiert, die bei Raumtemperatur bernsteinfarben, aber bei 77 K grünlich-gelb ist. Sie werden auch bei konstantem Strom viel heller, wenn Sie die Temperatur verringern, während der Durchlassspannungsabfall dramatisch zunimmt. Diese sich ändernde Helligkeit und mein Telefon, das es mir nicht erlaubt, die automatische Belichtung zu deaktivieren, sind der Grund, warum mein Versuch, es für Sie zu filmen, kläglich gescheitert ist.

Kleine Laserdioden zeigen weniger Verschiebung. Ich hatte hier eine rote Laserpointer-Diode, und in LN wurde sie heller und beim Abkühlen dunkler, ohne die Farbe merklich zu ändern

Verwenden Sie eine Glühlampe mit Dimmerschalter, die Temperatur des Emitters ändert sich beim Dimmen und die Schwarzkörperkurve ändert sich entsprechend. Dies gilt natürlich nur, wenn Sie keine monochromatische oder kohärente Quelle wünschen.

Was Sie fragen, ist nur eine Antenne ... aber eher für optische Frequenzen als für Radio. Sie werden "optische Antennen" genannt und befinden sich noch in der Entwicklung, da sichtbares Licht eine sehr kurze Wellenlänge hat, was sehr kurze Antennen bedeutet, die Herstellungsschwierigkeiten aufweisen (sie sind im Nanomaßstab). Darüber hinaus sind die erforderlichen Ansteuersignale auch sehr hochfrequent, was die Sache ebenfalls schwierig macht.

"die Frequenz des Lichts" ist nur für eine monochromatische Quelle eine wohldefinierte Größe.

Gute monochromatische sichtbare Lichtquellen sind Spektrallinien, und entweder der Stark-Effekt (elektrisches Feld) oder der Zeeman-Effekt (magnetisches Feld) können sie verändern. Es ist einfach nicht sehr empfindlich, gibt im Vergleich zu typischen Linienbreiten eine kleine Modulation.

Verschiedene Ausweichmanöver können jedoch bessere Effekte erzielen; Insbesondere können photoakustische Gitter mit Laserverstärkungsverstärkern kombiniert werden, um abgestimmte Quellen herzustellen.

Am einfachsten ist es jedoch, zwei LEDs unterschiedlicher Farbe zu verwenden und nur eine einzuschalten.

Dies ist die Art von Frage, die jemand stellt, wenn er den Homo-Lumo-Übergang in der Molekülbahntheorie nicht versteht und Bandlücken in Halbleitermaterialien es ermöglichen, dass Elektronen angeregt werden und in den Grundzustand zurückfallen, um Emissionen zu erzeugen.

Sobald diese Phänomene verstanden sind, wird die Frage klar, dass eine geschicktere Verwendung von Lichtfilterung und Anregung mit Spiegeln und Laserabstimmung verwendet werden muss, um eine spezifische Wellenlänge aus einem Schwanz auf einer Gaußschen Emissionskurve aus den oben erwähnten Emissionsmechanismen auszuwählen.

Also, wenn Sie diese Techniken nicht mögen und sie alle durch Ihre Kriterien disqualifiziert werden, ist die einzig mögliche Antwort, die alle Ihre Kriterien berücksichtigt, nein. Nein, die Lichtfarbe kann nicht an der Quelle nach Ihren Kriterien abgestimmt werden.