Je to možné, ale nepraktické. Můžete "upconvertovat". Tento efekt, jak ukazuje Wikipedia, je způsoben sekvenční absorpcí dvou fotonů na emitovaný foton.

To je jistě možné provést ve scénáři fluorescenčního / fosforeskujícího světla, ale technické výzvy (nebo přesněji řečeno - náklady) spojené s takovým řešením by byly strmé.

Chemický model takové sloučeniny existuje na wiki stránkách se dvěma fotonovými absorbenty, ale já ne dovedností nomenklatury, abychom vám to pojmenovali. Dokonce jsem zkusil použít online vyhledávání struktury (a trvalo mi to chvíli. Nesnáším vnořené benzenové skupiny - pravděpodobně proto jsem si vybral anorganickou chemii)

Ano, je možné, že molekuly absorbují jeden foton při delších vlnových délkách, než jsou ty, které emitují. Pokud jsou molekuly tepelně izolovány od svého okolí, výsledkem je, že tyto molekuly budou ochlazeny. Účinek je však malý.

Účinek je způsoben, když se fluorescenční a absorpční spektra významně překrývají. To lze vidět na nejdelších absorpčních vlnových délkách a nejkratších fluorescenčních vlnových délkách. K tomu dochází téměř u všech molekul, ale zejména u nichž je geometrie excitovaného stavu velmi podobná geometrii základního stavu, například u mnoha typů molekul barviv, porfyrinů, chlorů atd., Což znamená molekulu s velkými planárními aromatickými kruhy.

První obrázek uvádí dva příklady spektrálního překrytí, ale třídou molekuly, ve které je to nejdůležitější, jsou chlorofyly a překrytí absorpce a emise je nezbytné pro efektivní sběr světla ve fotosyntéze. Ve skutečnosti by bez něj byla fotosyntéza neuvěřitelně neúčinná.

Obr. 1. Obrázek ukazuje absorpční a fluorescenční spektra pro trans-stilben a anthracen. Vrcholy v antracenovém spektru jsou kromě elektronového přechodu tvořícího excitovaný stav způsobeny vibračními přechody.

Druhý obrázek ukazuje pouze ve schematické formě potenciální energii molekuly v její zemi a první vzrušený stav a několik úrovní vibrační energie. Protože molekuly mají vibrační (a rotační) energetické hladiny při pokojové teplotě, je možné pouze pomocí tepelných prostředků excitovat několik vibračních úrovní.

Pokud je excitace na dlouhé vlnové délce, což je na obrázku znázorněno červenou šipkou, dojde k absorpci ze základního stavu $ v = 1 $ do úrovně $ v = 0 $ excitovaného stavu. Následná emise na nižší úroveň ($ v = 0 $) v základním stavu produkuje energetičtější foton, než jaký se vyskytuje v procesu absorpce. (Fluorescenční emise se mohou také vyskytnout na $ v = 1,2, 3 $, v základním stavu, jak je určeno Franck-Condonovými faktory).

Černá šipka navíc naznačuje, že pokud je excitovaný stav relativně dlouhý, několik nanosekund, například v roztoku, je možné, že se v excitovaném stavu tepelná excitace naplní $ v = 1 $, a tak také produkují vyšší emise energie než absorpce (zelená čára).

Obr. 2. Schéma úrovní vibrační energie v základní a vzrušený stav molekuly. Zobrazeny jsou pouze přechody do nižších úrovní.

(Poznámka. Pokud jsou molekuly v plynné fázi, pak srážky s inertními plyny mohou v excitovaném stavu podporovat energii na vyšší vibrační úrovně; tento efekt byl popsán před desítkami let například naftalen; viz Chem. Phys. Letts v22, 235, 1973, & Proc. Roy Soc. (Lond). Ser A, v340, 519, 1974)

Existují skutečně: používáme je v „Laserových kartách pro prohlížení“, abychom viděli IR laser. Příklad takové karty je uveden níže:

Když je osvětlena infračerveným světlem, vydává viditelné světlo. Princip je takový, že molekula je uvězněna v excitovaném stavu, který vyžaduje de-excitaci infračerveného fotonu. Tyto karty je třeba předem nabít, ale vydrží několik hodin.

A co (čistá) rotační Ramanova spektroskopie?

Specifické pravidlo výběru je $ \ Delta J = \ pm 2 $. Anti-Stokesovy čáry, s $ \ Delta J = -2 $, vznikají z emise fotonu s kratší vlnovou délkou (vyšší energií) než dopadající foton.

Zde je idealizované Ramanovo spektrum $ \ ce {H2} $, které ilustruje tento bod (z poznámek k Oxfordské přednášce). Stupnice vlnového čísla dole odkazuje na posun vlnového čísla emitovaného fotonu vzhledem k dopadajícímu fotonu. Pokud je toto číslo kladné, má emitovaný foton vyšší vlnové číslo, tj. Vyšší energii / kratší vlnovou délku.

Upravit: Jak laskavě zdůraznil porfyrin - Ramanova spektroskopie je fenomén rozptylu . Technicky to tedy není absorpce + emise; i když myslím (doufám), že je to v duchu otázky.

Je to možné a používá se to v optické mikroskopii. Tato metoda se nazývá dvoufotonová mikroskopie. Dva fotony s delší vlnovou délkou jsou absorbovány molekulou barviva, která poté emituje jeden foton s kratší vlnovou délkou. Jak již bylo zmíněno dříve, tento proces je vysoce nepravděpodobný, ale tuto vlastnost lze použít ke zmenšení velikosti fluorescenční skvrny v konfokální mocroskopii. (Konfokální mikroskopie je technika, kde je fluorescenční vzorek skenován zaostřenou laserovou skvrnou, zatímco je detekována fluorescence emitovaná touto skvrnou. Rozlišení získaného obrazu závisí na velikosti skvrny.) Zejména prodloužení skvrny podél optické osy mikroskop je zmenšen. Kromě toho je excitace s delší vlnovou délkou prospěšná u tlustých biologických vzorků (tkání), protože červené světlo je rozptýleno méně a je méně škodlivé než například modré světlo.

Tuto techniku ​​jsem použil u fluorescenčních barviv Alexa Fluor 488 a Alexa Fluor 594, ale myslím, že jich je mnohem více. Nadchli jsme je daleko červeným světlem při 800 nm a detekovali fluorescenci v zelené a oranžové oblasti.

Pro úplnost: Jedním ze způsobů je již vysvětlená chemická absorpce dvou fotonů, další možností je druhá harmonická generace nelineární optiky.

Pokud mít stereo a zvýšíte hlasitost, po určité úrovni začnou reproduktory znít nepříjemně. Problém je v tom, že reproduktory již nemohou zesilovat bez rušení. Tyto poruchy lze aproximovat součty frekvenční části, základní frekvenční části, druhé harmonické, třetí harmonické atd.. Zajímavé je, že pokud materiálem prochází velmi silné světlo, elektrony již nereagují lineárně. Pokud tedy posíláte infračervené světlo s vlnovou délkou 1064 nm z laseru Neodym-YAG s dostatečnou intenzitou, uvidíte zdvojnásobené frekvenční světlo, zelené s 532 nm.

Obrázek kkmurray, CC BY 3.0, 11. 4. 1997

Abych byl spravedlivý, konverzní poměr je velmi, velmi nízký . OPRAVA: Dvoufrekvenční krystaly jsou docela účinné, KTP krystal pro Nd-YAG dosahuje 80%. Jde o to, že konverzní poměr je AFAIK nízký pro lasery v rozsahu tvrdých UV nebo rentgenových paprsků, které nelze vyrobit přímo.

Nemyslím si to.

Typ absorpce a remise se nazývá fosforescence . Fosforescence funguje tak, že kratší vlnová délka světla je absorbována vhodným materiálem a elektrony jsou excitovány do mnoha stavů výše nad základním stavem.

Avšak na rozdíl od většina vzrušení, tyto se okamžitě neodbuďují. Úpadek zpět do běžných stavů zahrnuje spin-flipy, zakázaný přechod. Výsledkem je, že rozpad může trvat hodiny, než se rozpadne krok za krokem, přičemž každý krok má delší záření kvůli nižším energiím.

Další informace o fosforescenci najdete na Wikipedii stránka.

Kvantové tečky lze použít k převodu infračerveného světla na viditelné světlo

Jejich přístup spočíval v použití dvou fólií umístěných na čiré skleněné desce. Vrstva filmu na dně byla vyrobena pomocí typu kvantové tečky - anorganického polovodičového sulfidu olova, který byl potažen jedinou vrstvou mastných kyselin, aby byl povrch pasivní. Horní vrstva filmu byla krystalická a vyrobena z rubrenu, organické molekuly.

Při přístupu dvou vrstev absorbuje horní fólie infračervené světlo a energie z ní je poté přenesena do spodního filmu. Tato energie, která existuje ve formě excitonů, je poté rozptýlena při průchodu rubrenem - procesem nazývaným vyhubení triplet – triplet. Testovali filmy zářením infračerveného laseru na hotový výrobek a zjistili, že zářilo viditelným světlem - funguje to, poznamenává tým, protože srážka dvou nízkoenergetických excitonů vytváří vysokoenergetické excitony, tj. Singlety, které mohou emitovat viditelné světlo. Tým uvádí, že filmy jsou docela účinné při přeměně infračerveného světla na viditelné světlo.