¿Se puede transformar una luz azul en una luz roja mediante la manipulación de la longitud de onda?

Sí, puedes transformar la luz azul en roja, pero no es fácil. Probablemente esté pensando en algo como binoculares o gafas: apunte a una imagen azul, mírela en rojo. Eso no va a suceder por mucho tiempo.

Primero, como Thom Minnée dice correctamente, puedes hacerlo yendo rápido. Dado que el azul es de aproximadamente 470 nm de longitud de onda y el rojo es de aproximadamente 690, requiere ir aproximadamente 1/3 de la velocidad de la luz. No muy práctico en este momento.

Ir hacia el otro lado, rojo a azul, es lo suficientemente fácil como para formar la base de la tecnología comercial, como Wagner Lipnharski señala correctamente. Para esa técnica, google “frecuencia duplica el láser azul” o similar.

Pero el azul al rojo (aumentar la frecuencia o reducir la longitud de onda) es difícil. Solo se hace en el laboratorio. Aquí están los dos tipos principales de técnicas. Por cierto, el tema general de la óptica no lineal , del que forman parte, es la investigación de vanguardia, que vale la pena analizar. Echa un vistazo a Robert W. Boyd, mi óptico no lineal favorito, cuyas conferencias son geniales.

Conversión descendente paramétrica espontánea (SPDC), típicamente usando cristal BBO (borato de beta-bario). Todos hemos visto esto como la base para experimentos de enredos como “elección retrasada”. Sin duda, puede ir específicamente del azul visible al rojo. Un gran inconveniente (entre otros), ¡la tasa de éxito es algo así como 1 de cada 10 ^ 12 fotones! No practico.

Generación de frecuencia de diferencia (DFG). Hay algunos sabores ligeramente diferentes de este enfoque, como la amplificación óptica paramétrica (OPA). Estos producen fotones cuya frecuencia es la diferencia entre dos entrantes. La luz azul podría ser el haz de señal, y usarías una onda de “bomba” cuya frecuencia es azul más o menos rojo. Por ejemplo, en el ultravioleta. Nuevamente, esto está muy lejos de ser práctico, aunque tiene éxito a un ritmo bastante alto: decenas de por ciento. Google estas palabras de moda para más información.

En pocas palabras: si quieres un par de gafas de azul a rojo, ¡prepárate para una larga espera!

Como ya se dijo en las respuestas anteriores, no es posible cambiar la longitud de onda de luz o la frecuencia usando óptica lineal. El área de la óptica no lineal (NLO) es aquella en la que la luz de una longitud de onda se transforma en otra. Existen numerosas formas de hacerlo: los duplicadores y triples de frecuencia han existido durante un tiempo, los cristales especiales con las propiedades correctas de NLO hacen esto. Por ejemplo, un láser Nd: YAG emite en el IR (1064 nm) y el uso de un duplicador (duplica la frecuencia y reduce a la mitad la longitud de onda) crea luz verde a 532 nm. Tenga en cuenta que esto significa que 2 fotones IR fotones crean un solo fotón verde (esto es conservación de energía). También tenga en cuenta que en NLO hay varios órdenes de no linealidad que se designan con la letra griega Chi – Chi (1) responsable de la óptica lineal; Chi (2) para cosas como duplicación de frecuencia (o segunda generación de armónicos, SHG); Chi (3) para triplicar la frecuencia (o tercera generación de armónicos, THG), varias generaciones de diferencia de frecuencia (DFG), autoenfoque, etc. Muchos efectos NLO requieren una alta intensidad óptica (potencia por unidad de área), que generalmente solo se puede observar con láser y / o un material muy no lineal. Algunos cristales NLO muy populares incluyen el niobato de litio, el tantalato de litio, el titanato de bario, muchos vidrios como los calcogenuros tienen grandes no linealidades de Kerr y muchos otros. Cuando las intensidades se vuelven realmente altas, obtienes enormes efectos NLO como la generación súper continua (básicamente ampliando el espectro óptico por MUCHO, por lo tanto, a veces también se llama generación de luz blanca), generación de alta armonía (esto se ha demostrado en, por ejemplo, gases nobles, donde I piensan que llegaron a generar el armónico número 200 (!) de la luz inicial. Finalmente, como en prácticamente todos los efectos ópticos, la no linealidad óptica depende de la longitud de onda, por lo que un duplicador de frecuencia, por ejemplo, solo funcionará con un rango de longitud de onda limitado.

Sí, pero hay una forma en que no puedes hacerlo. No puede hacerlo simplemente cambiando el índice de refracción del material.

Cuando cambia el índice de refracción de un material, la velocidad de la onda y la longitud de onda cambian por el mismo factor, lo que significa que la frecuencia de la luz, lo que determina el color, permanece exactamente igual. De hecho, el requisito fundamental es que la frecuencia se mantenga igual. Esto se debe a que en el límite entre los dos materiales, las fuerzas electromagnéticas oscilantes en cada lado del límite deben estar sincronizadas, y esto requiere que la frecuencia de la oscilación sea la misma en ambos lados del límite.

Por lo tanto, debemos cambiar la longitud de onda de la luz sin cambiar el medio en el que viaja la luz.

La forma más fácil de hacer esto es moverse en la misma dirección que la luz azul para que las crestas de onda comiencen a verse más separadas, es decir, aumenta la longitud de onda. Si nos movemos lo suficientemente rápido en relación con la fuente de la luz azul, eventualmente la luz se volverá roja desde nuestra perspectiva. Esto se conoce como luz “roja”.