Jest to możliwe, ale niepraktyczne. Możesz „upconvert” zapalić. Efekt ten, jak podaje Wikipedia, wynika z sekwencyjnej absorpcji dwóch fotonów na wyemitowany foton.

Jest to z pewnością możliwe do uzyskania w scenariuszu ze światłem fluorescencyjnym / fosforyzującym, ale wyzwania inżynieryjne (a dokładniej - koszt) związane z takim rozwiązaniem byłyby wysokie.

Istnieje model chemiczny takiego związku na stronie wiki o absorbancji dwóch fotonów, ale nie mam umiejętności nazewnictwa, aby je nazwać. Próbowałem nawet wyszukać strukturę online (i zajęło mi to trochę czasu. Nienawidzę zagnieżdżonych grup benzenu - prawdopodobnie dlatego wybrałem chemię nieorganiczną)

Tak, cząsteczki mogą absorbować pojedynczy foton na falach dłuższych niż niektóre z tych, przy których emitują. Jeśli cząsteczki są izolowane termicznie od otoczenia, wtedy te cząsteczki zostaną schłodzone. Efekt jest jednak niewielki.

Efekt powstaje, gdy widma fluorescencji i absorpcji nakładają się w znacznym stopniu. Można to zaobserwować przy najdłuższych długościach fal absorpcji i najkrótszych fluorescencji. Dzieje się tak w prawie wszystkich cząsteczkach, ale szczególnie w przypadku, gdy geometria stanu wzbudzonego jest raczej podobna do stanu podstawowego, np. Wiele rodzajów cząsteczek barwnika, porfiryn, chlorków itp., Co oznacza cząsteczkę z dużymi planarnymi pierścieniami aromatycznymi.

Pierwsza rycina przedstawia dwa przykłady nakładania się widm, ale klasa cząsteczek, w której jest to najważniejsze, to chlorofile, a zachodzenie na siebie absorpcji i emisji ma zasadnicze znaczenie dla wydajnego zbierania światła w fotosyntezie. W rzeczywistości bez niego fotosynteza byłaby niezwykle nieefektywna.

Rys. 1. Rysunek przedstawia widma absorpcji i fluorescencji trans-stylbenu i antracenu. Piki w widmie antracenu są spowodowane przejściami oscylacyjnymi, a nie tylko przemianą elektronową tworzącą stan wzbudzony.

Drugi rysunek przedstawia, tylko w schematycznej formie, energię potencjalną cząsteczki w jej podłożu i pierwszym stan wzbudzony i kilka wibracyjnych poziomów energii. Ponieważ cząsteczki mają wibracyjne (i obrotowe) poziomy energii w temperaturze pokojowej, możliwe jest wzbudzenie jedynie za pomocą środków termicznych kilku poziomów wibracji.

Jeśli wzbudzenie ma fale o dużej długości, co pokazano na rysunku czerwoną strzałką, absorpcja zachodzi ze stanu podstawowego $ v = 1 $ do poziomu $ v = 0 $ stanu wzbudzonego. Późniejsza emisja do niższego poziomu ($ v = 0 $) w stanie podstawowym wytwarza foton o większej energii niż ma to miejsce w procesie absorpcji. (Emisja fluorescencji może również wystąpić do $ v = 1, 2, 3 $, w stanie podstawowym, jak określono przez czynniki Francka-Condona).

Czarna strzałka dodatkowo wskazuje, że jeśli stan wzbudzony jest stosunkowo długi, kilka nanosekund, na przykład w roztworze, to możliwe jest, aby wzbudzenie termiczne w stanie wzbudzonym wypełniło się $ v = 1 $, a więc również generuje wyższą emisję energii niż absorpcja (zielona linia).

Rys. 2. Schemat wibracyjnych poziomów energii w stan podstawowy i wzbudzony cząsteczki. Zilustrowane są tylko przejścia do niższych poziomów.

(Uwaga. Jeśli cząsteczki są w fazie gazowej, zderzenia z gazami obojętnymi mogą promować energię do wyższych poziomów wibracji w stanie wzbudzonym; efekt ten został opisany dziesiątki lat temu w na przykład naftalen; patrz Chem. Phys. Letts v22, 235, 1973, & Proc. Roy Soc. (Lond). Ser A, v340, 519, 1974)

Rzeczywiście są: używamy ich w „Kartach do oglądania laserowego”, aby móc zobaczyć laser IR. Przykład takiej karty przedstawiono poniżej:

Oświetlona światłem podczerwonym emituje światło widzialne. Zasada jest taka, że ​​cząsteczka jest uwięziona w stanie wzbudzonym, który wymaga odbicia fotonu IR. Te karty wymagają wcześniejszego naładowania, ale działa to kilka godzin.

A co z (czystą) rotacyjną spektroskopią Ramana?

Konkretna reguła wyboru to $ \ Delta J = \ pm 2 $. Linie anty-Stokesa, z $ \ Delta J = -2 $, powstają w wyniku emisji fotonu o krótszej długości fali (wyższej energii) niż padający foton.

Oto wyidealizowane widmo ramanowskie $ \ ce {H2} $, aby zilustrować ten punkt (z notatek z wykładów z Oxfordu). Skala liczby falowej na dole odnosi się do przesunięcia liczby falowej emitowanego fotonu względem padającego fotonu. Jeśli ta liczba jest dodatnia, emitowany foton ma wyższą liczbę falową, tj. Wyższą energię / krótszą długość fali.

Edycja: Jak uprzejmie wskazała porfiryna - spektroskopia Ramana to zjawisko rozpraszania . Z technicznego punktu widzenia nie jest to pochłanianie + emisja; chociaż myślę (mam nadzieję), że jest to zgodne z duchem pytania.

Jest to możliwe i ma zastosowanie w mikroskopii optycznej. Ta metoda nosi nazwę mikroskopii dwufotonowej. Dwa fotony o większej długości fali są absorbowane przez cząsteczkę barwnika, która następnie emituje jeden foton o mniejszej długości fali. Jak wspomniano wcześniej, proces ten jest mało prawdopodobny, ale tę właściwość można wykorzystać do zmniejszenia rozmiaru fluorescencyjnej plamki w mikroskopii konfokalnej. (Mikroskopia konfokalna jest techniką, w której próbka fluorescencyjna jest skanowana za pomocą skupionej plamki lasera, podczas gdy wykrywana jest fluorescencja emitowana przez tę plamkę. Rozdzielczość uzyskanego obrazu zależy od wielkości plamki). mikroskop jest zmniejszony. Ponadto wzbudzenie dłuższą falą jest korzystne w grubych próbkach biologicznych (tkankach), ponieważ czerwone światło jest mniej rozpraszane i jest mniej szkodliwe niż, powiedzmy, światło niebieskie.

Użyłem tej techniki z barwnikami fluorescencyjnymi Alexa Fluor 488 i Alexa Fluor 594, ale myślę, że jest ich znacznie więcej. Podekscytowaliśmy je dalekim czerwonym światłem przy 800 nm i wykryliśmy fluorescencję w zakresie zielonym i pomarańczowym.

Gwoli ścisłości: jednym ze sposobów jest już wyjaśniona chemiczna absorpcja dwóch fotonów, a inną opcją jest generacja drugiej harmonicznej optyki nieliniowej.

masz stereo i zwiększasz głośność, po określonym poziomie głośniki zaczynają brzmieć nieprzyjemnie. Problem w tym, że kolumny nie mogą już wzmacniać bez zakłóceń. Zakłócenia te można przybliżyć za pomocą sumy części częstotliwości, części częstotliwości podstawowej, drugiej harmonicznej, trzeciej harmonicznej itp.. Interesujące jest to, że teraz, gdy bardzo silne światło przechodzi przez materiał, elektrony nie reagują już liniowo. Jeśli więc wyślesz światło podczerwone o długości fali 1064 nm z lasera Neodym-YAG z wystarczającą intensywnością, zobaczysz światło o podwójnej częstotliwości, zielone o długości 532 nm.

Zdjęcie autorstwa kkmurray, CC BY 3.0, 11.04.1997

Aby być uczciwym, współczynnik konwersji jest bardzo, bardzo niski . KOREKTA: Kryształy o podwójnej częstotliwości są dość wydajne, kryształ KTP dla Nd-YAG osiąga 80%. Chodzi o to, że współczynnik konwersji jest AFAIK niski dla laserów w zakresie twardych promieni UV lub rentgenowskich, których nie można wytworzyć bezpośrednio.

Nie sądzę.

Ten rodzaj wchłaniania i remisji nazywa się fosforescencją . Sposób działania fosforescencji polega na tym, że krótsza długość fali światła jest pochłaniana przez odpowiedni materiał, a elektrony są wzbudzane do wielu stanów powyżej stanu podstawowego.

Jednak w przeciwieństwie do w przypadku większości wzbudzeń te nie wyłączają się natychmiast. Zanik z powrotem do normalnych stanów wiąże się z obrotami wirowania, zakazanym przejściem. W rezultacie rozpad może trwać kilka godzin, aby stopniowo zanikać, a każdy krok ma dłuższe promieniowanie z powodu niższych energii.

Więcej informacji na temat fosforescencji można znaleźć w Wikipedii strona.

Kropki kwantowe mogą być używane do konwersji światła podczerwonego na światło widzialne

Ich podejście polegało na użyciu dwóch warstw umieszczonych na przezroczystej płycie szklanej. Warstwa folii na dnie została wykonana przy użyciu rodzaju kropki kwantowej - nieorganicznego półprzewodnikowego siarczku ołowiu, który został pokryty pojedynczą warstwą kwasów tłuszczowych, aby uczynić powierzchnię pasywną. Górna warstwa filmu była krystaliczna i wykonana z rubrenu, cząsteczki organicznej.

W podejściu z dwoma filmami, górna folia absorbuje światło podczerwone, a energia z niego jest następnie przenoszona do dolnej folii. Ta energia, która istnieje w postaci ekscytonów, jest następnie rozpraszana, gdy przechodzi przez rubren - proces zwany anihilacją tryplet-triplet. Przetestowali filmy, świecąc laserem podczerwieni na gotowy produkt i stwierdzili, że świeci światłem widzialnym - działa, zauważa zespół, ponieważ zderzenie dwóch niskoenergetycznych ekscytonów tworzy wysokoenergetyczne ekscytony, tj. lekki. Zespół informuje, że filmy dość skutecznie przekształcają światło podczerwone w światło widzialne.