Es ist möglich, aber unpraktisch. Sie können "upconvert" Licht. Dieser Effekt ist, wie Wikipedia weitergibt, auf die sequentielle Absorption von zwei Photonen pro emittiertem Photon zurückzuführen.

Dies ist sicherlich in einem fluoreszierenden / phosphoreszierenden Lichtszenario möglich, aber das Die technischen Herausforderungen (oder genauer gesagt die Kosten), die mit einer solchen Lösung verbunden sind, wären hoch.

Es gibt ein chemisches Modell einer solchen Verbindung in der Wiki-Site mit Zwei-Photonen-Absorption, aber ich habe es nicht die Nomenklatur Fähigkeiten, um es für Sie zu benennen. Ich habe sogar versucht, online nach der Struktur zu suchen (und es hat eine Weile gedauert. Ich hasse verschachtelte Benzolgruppen - wahrscheinlich, warum ich mich für anorganische Chemie entschieden habe)

Ja, es ist möglich, dass Moleküle ein einzelnes Photon bei längeren Wellenlängen absorbieren als einige von denen, bei denen sie emittieren. Wenn die Moleküle thermisch von ihrer Umgebung isoliert sind, werden diese Moleküle gekühlt. Der Effekt ist jedoch gering.

Der Effekt wird verursacht, wenn sich die Fluoreszenz- und Absorptionsspektren in erheblichem Maße überlappen. Dies ist bei den längsten Absorptionswellenlängen und den kürzesten Fluoreszenzwellenlängen zu sehen. Dies tritt in fast allen Molekülen auf, insbesondere aber, deren Geometrie im angeregten Zustand der des Grundzustands ziemlich ähnlich ist, z. B. viele Arten von Farbstoffmolekülen, Porphyrinen, Chlorinen usw., was ein Molekül mit großen planaren aromatischen Ringen bedeutet Die erste Abbildung zeigt zwei Beispiele für spektrale Überlappungen. Die Klasse der Moleküle, in der dies am wichtigsten ist, sind jedoch die Chlorophylle, und die Überlappung von Absorption und Emission ist für eine effiziente Lichtsammlung bei der Photosynthese von wesentlicher Bedeutung. In der Tat wäre die Photosynthese ohne sie unglaublich ineffizient.

Abb. 1. Die Abbildung zeigt Absorptions- und Fluoreszenzspektren für trans-Stilben und Anthracen. Die Peaks im Anthracen-Spektrum sind auf Schwingungsübergänge zusätzlich zu dem elektronischen Übergang zurückzuführen, der den angeregten Zustand bildet.

Die zweite Abbildung zeigt nur in schematischer Form die potentielle Energie eines Moleküls in seinem Boden und in der ersten angeregter Zustand und einige Schwingungsenergieniveaus. Da Moleküle bei Raumtemperatur Schwingungsenergieniveaus (und Rotationsenergieniveaus) aufweisen, können allein durch thermische Mittel einige Schwingungsniveaus angeregt werden.

Wenn die Anregung langwellig ist, wie in der Abbildung durch den roten Pfeil dargestellt, erfolgt die Absorption vom Grundzustand $ v = 1 $ in das Niveau $ v = 0 $ des angeregten Zustands. Die anschließende Emission auf ein niedrigeres Niveau ($ v = 0 $) im Grundzustand erzeugt ein energetischeres Photon als beim Absorptionsprozess. (Fluoreszenzemission kann auch im Grundzustand bis zu $ ​​v = 1,2, 3 $ auftreten, wie durch die Franck-Condon-Faktoren bestimmt).

Der schwarze Pfeil zeigt außerdem an, dass bei einer relativ langen Lebensdauer des angeregten Zustands einige Nanosekunden, beispielsweise in Lösung, eine thermische Anregung im angeregten Zustand $ v = besiedeln kann 1 $ und erzeugen so auch eine höhere Energieemission als Absorption (grüne Linie).

Abb. 2. Schema der Schwingungsenergieniveaus in der Grundzustand und angeregter Zustand eines Moleküls. Es sind nur Übergänge zu niedrigeren Niveaus dargestellt.

(Hinweis: Wenn sich die Moleküle in der Gasphase befinden, können Kollisionen mit Inertgasen im angeregten Zustand Energie auf höhere Schwingungsniveaus befördern. Dieser Effekt wurde vor Jahrzehnten in beschrieben Naphthalin zum Beispiel; siehe Chem. Phys. Letts v22, 235, 1973, & Proc. Roy Soc. (London). Ser A, v340, 519, 1974)

Es gibt tatsächlich: Wir verwenden sie in "Laser Viewing Cards", um IR-Laser sehen zu können. Ein Beispiel für eine solche Karte ist unten dargestellt:

Wenn sie mit IR-Licht beleuchtet wird, sendet sie sichtbares Licht aus. Das Prinzip ist, dass das Molekül in einem angeregten Zustand gefangen ist, für dessen Abregung ein IR-Photon erforderlich ist. Diese Karten müssen vorher aufgeladen werden, halten aber mehrere Stunden.

Was ist mit (reiner) Rotations-Raman-Spektroskopie?

Die spezifische Auswahlregel lautet $ \ Delta J = \ pm 2 $. Die Anti-Stokes-Linien mit $ \ Delta J = -2 $ entstehen durch die Emission eines Photons mit kürzerer Wellenlänge (höherer Energie) als das einfallende Photon.

Hier ist ein idealisiertes Raman-Spektrum von $ \ ce {H2} $, um den Punkt zu veranschaulichen (aus Oxford Lecture Notes). Die Wellenzahlskala unten bezieht sich auf die Verschiebung der Wellenzahl des emittierten Photons relativ zum einfallenden Photon. Wenn diese Zahl positiv ist, hat das emittierte Photon eine höhere Wellenzahl, dh eine höhere Energie / kürzere Wellenlänge.

Bearbeiten: Wie Porphyrin freundlicherweise hervorgehoben hat, ist die Raman-Spektroskopie eine Streuungsphänomen. Als solches ist es technisch gesehen keine Absorption + Emission; obwohl ich denke (ich hoffe), ist es im Geiste der Frage.

Es ist möglich und wird in der optischen Mikroskopie angewendet. Diese Methode wird als Zwei-Photonen-Mikroskopie bezeichnet. Zwei Photonen längerer Wellenlänge werden von einem Farbstoffmolekül absorbiert, das dann ein Photon kürzerer Wellenlänge emittiert. Wie bereits erwähnt, ist dieser Prozess höchst unwahrscheinlich, aber diese Eigenschaft kann verwendet werden, um die Größe des fluoreszierenden Flecks bei der konfokalen Mokroskopie zu verringern. (Die konfokale Mikroskopie ist eine Technik, bei der eine fluoreszierende Probe mit einem fokussierten Laserspot abgetastet wird, während die von diesem Spot emittierte Fluoreszenz erfasst wird. Die Auflösung des aufgenommenen Bildes hängt von der Spotgröße ab.) Insbesondere die Ausdehnung des Spots entlang der optischen Achse von Das Mikroskop ist verkleinert. Darüber hinaus ist eine Anregung mit einer längeren Wellenlänge in dicken biologischen Proben (Geweben) vorteilhaft, da rotes Licht weniger gestreut und weniger schädlich ist als beispielsweise blaues Licht.

Ich habe diese Technik mit den Fluoreszenzfarbstoffen Alexa verwendet Fluor 488 und Alexa Fluor 594, aber ich denke, es gibt noch viel mehr. Wir haben sie mit weit rotem Licht bei 800 nm angeregt und Fluoreszenz im grünen und orangefarbenen Bereich festgestellt.

Der Vollständigkeit halber: Ein Weg ist die bereits erläuterte chemische Zwei-Photonen-Absorption, eine andere Option ist die Erzeugung der zweiten Harmonischen der nichtlinearen Optik.

Wenn Sie Wenn Sie eine Stereoanlage haben und die Lautstärke erhöhen, klingen die Lautsprecher nach einem bestimmten Pegel unangenehm. Das Problem ist, dass die Lautsprecher nicht mehr ohne Störungen verstärken können. Diese Störungen können durch Summen des Frequenzteils, des Grundfrequenzteils, der zweiten Harmonischen, der dritten Harmonischen usw. angenähert werden. Das Interessante ist nun, wenn sehr starkes Licht durch das Material geht, reagieren die Elektronen nicht mehr linear. Wenn Sie also Infrarotlicht mit einer Wellenlänge von 1064 nm von einem Neodym-YAG-Laser mit ausreichender Intensität senden, sehen Sie das Licht mit doppelter Frequenz, ein Grün mit 532 nm.

Bild von kkmurray, CC BY 3.0, 1997-04-11

Um fair zu sein, ist das Conversion-Verhältnis sehr, sehr niedrig strike>. KORREKTUR: Die Doppelfrequenzkristalle sind sehr effizient, der KTP-Kristall für Nd-YAG erreicht 80%. Die Konversionsrate ist AFAIK-niedrig für Laser im Bereich von harten UV- oder Röntgenstrahlen, die nicht direkt erzeugt werden können.

Ich glaube nicht.

Die Art der Absorption und Remission wird als Phosphoreszenz bezeichnet. Die Art und Weise, wie Phosphoreszenz funktioniert, ist, dass die kürzere Wellenlänge des Lichts von einem geeigneten Material absorbiert wird und Elektronen in viele Zustände höher über dem Grundzustand angeregt werden.

Im Gegensatz dazu Die meisten Anregungen erregen diese nicht sofort. Der Rückfall in reguläre Zustände beinhaltet Spin-Flips, einen verbotenen Übergang. Infolgedessen kann der Zerfall Schritt für Schritt über Stunden dauern, wobei jeder Schritt aufgrund niedrigerer Energien eine längere Strahlung aufweist.

Weitere Informationen zur Phosphoreszenz finden Sie in der Wikipedia Seite.

Quantenpunkte können verwendet werden, um Infrarotlicht in sichtbares Licht umzuwandeln

Ihr Ansatz bestand darin, zwei Filme zu verwenden, die auf einer klaren Glasplatte platziert wurden. Die Filmschicht auf dem Boden wurde unter Verwendung einer Art Quantenpunkt hergestellt - eines anorganischen Halbleiter-Bleisulfids, das mit einer einzelnen Schicht Fettsäuren beschichtet worden war, um die Oberfläche passiv zu machen. Die obere Filmschicht war kristallin und bestand aus Rubren, einem organischen Molekül. Bei dem Zwei-Film-Ansatz absorbiert der obere Film Infrarotlicht und die Energie daraus wird dann auf den unteren Film übertragen. Diese Energie, die in Form von Exzitonen vorliegt, wird dann beim Durchgang durch das Rubren diffundiert - ein Prozess, der als Triplett-Triplett-Vernichtung bezeichnet wird. Sie testeten die Filme, indem sie einen Infrarotlaser auf das fertige Produkt richteten, und stellten fest, dass es mit sichtbarem Licht glühte - es funktioniert, so das Team, weil die Kollision zweier niederenergetischer Exzitonen hochenergetische Exzitonen erzeugt, dh Singuletts, die sichtbar emittieren können Licht. Das Team berichtet, dass die Filme das Infrarotlicht sehr effizient in sichtbares Licht umwandeln.