Можно ли поменять длину волны невидимого лазера в нужной точке?
 

Всем привет!
Уважаемые специалисты, подскажите, возможно ли, теоретически, сделать видимым (флуоресценция?) часть невидимого лазерного луча?

Например, есть ИК-лазер, невидимый для глаз. В нужной точке мы направляем на него луч лазера другого невидимого диапазона (пусть это будет УФ) и в фокусе, где они пересекаются, формируется видимая для глаз точка (извините за дилетантство, это только фантазия).

Зачем это нужно - посмотрев "Звездные Войны", помните, момент, где робот R2D2 показывал голограмму-послание принцессы Леи, возник вопрос, а возможно ли вообще создать нечто подобное?

Вложение 189203

Ведь, если я правильно понял, сейчас "честное" 3D изображение (не иллюзии со стереосъемкой, линзами, прозрачной пленкой и т.д.) возможно лишь в разработке японцев, где они пучком маломощных лазеров ионизируют в точках фокуса специальный инертный газ, превращающийся в плазму и оттого светящийся в видимом диапазоне.
А также есть российская разработка в виде экрана из водяного пара, на который проецируется лазер проектора, но там двухмерное изображение.

Возможно ли это вообще - поменять длину волны, "осветив" часть луча в ИК\УФ-диапазоне чем-то, чтобы он перешел в видимый спектр?

Большое спасибо!

Насчет "осветив" - не знаю, но есть такая наука Нелинейная оптика. И занимается она, в числе прочих, именно перекачкой энергии лазерного луча одной длины волны в энергию луча другой длины волны. Простейший случай - генерация второй гармоники. Выглядит это так: направляете, например, луч неодимового лазера (λ = 1.06 µ, ИК излучение) на специальный кристалл в строго определенном направлении, и на выходе из кристалла получается луч с λ = 0.53 µ (зеленый цвет). Причем эффективность перекачки может достигать десятков процентов. Этим я сам когда-то занимался.

Это уже получается твёрдотельный лазер с оптической накачкой, а в качестве накачки служит ИК-лазер.

Владимир, большое спасибо!
Сейчас буду искать материалы по нелинейной оптике, очень заинтересовало Ваше описание.

По 3D-голограмме: если я правильно понимаю, чтобы вывести в видимый спектр поток фотонов, скажем, УФ-диапазона длиной 800 нанометров, нужно каким-то образом "сжать" на нужном отрезке расстояние между ними, чтобы длина волны уменьшилась до видимых, например, 555 нанометров зеленого цвета.
Но как это сделать двумя потоками лазерного ИК\УФ света - большой вопрос, скорее, из области фантастики? :tehnari_ru_211:


Вообще идея "честной" трехмерной голограммы давно в голове бродит, а вчерашний просмотр сцены из "Звездных Войн" придал толчок к тому, чтобы узнать, возможно ли вообще создать такое.

Например, японцы с их плазменным 3Д-проектором хорошо придумали, но для повседневного использования такую штуку не применить, т.к. там и газ, и высокая температура.

Проецировать лазерный луч на дым, пыль, взвесь или водяной пар - это тоже очень интересный подход, но только для двухмерных изображений и рабочее вещество должно размещаться плоскостью для четкого изображения.

А система из двух невидимых лазеров, в точке фокуса переходящих в видимый спектр - думаю, было бы идеальным решением при создании трехмерной голограммы.

*Пока писал ответ, не увидел второе сообщение в топике. Если можно, объедините два сообщения, идущие подряд.

Валерий, видел такое в лазерной указке - красный диод накачивает кристалл, выдающий зеленый лазерный луч. Конечно, это не совсем лазеры, но похоже.
Сейчас вот понял, что как раз под метод, описанный Владимиром, это можно отнести.

Нет-нет, Валер, не то. Просто это такое свойство у некоторых двулучепреломляющих кристаллов (KDP, DKDP, LiJ, LiNbO3 и др.). Связано с наличием у них т.н. "оптических осей", когда в некоем направлении окружность показателя преломления обыкновенного луча основной длины волны пересекается с эллипсом показателя преломления для необыкновенного луча второй гармоники. Просто находишь эту ось, светишь ИК лазером, а на выходе из кристалла имеешь "зелень".

Я подобное применял на практике, но вот понять принцип так и не смог. Думал, что это что-то типа эталона Фабри-Перо, когда отсеиваются гармоники не равные расстоянию между поверхностями резонатора. Именно так эталон и настраивался - изменяешь угол вхождения луча и изменяется его качество на выходе, в частности применяли для увеличения когерентности, хотя и с существенной потерей мощности.

Валер, если заинтересуешься - посмотри вот эту ссылку: BookReader - Маленькая энциклопедия. Квантовая электроника (С.А.Ахманов, М.Е.Жаботинский, Д.Н.Клышко,...), начиная с подраздела "Волновой синхронизм в анизотропных кристаллах". Там довольно популярно, без математики ("сурьёзные" авторы обожают для описания того же самого городить многоэтажные тензорные формулы) буквально на двух страничках изложен основной принцип генерации второй гармоники лазерного излучения в двулучепреломляющих кристаллах.

Интересно!
А вот тут говорится об устройстве зелёного лазера на KTP-кристалле:
Лазерная указка — Википедия

Ну да, тут используется тот же принцип, только построение прибора несколько неклассическое: ИК-лазер - миниатюрный и накачка осуществляется не лампой с широким спектром излучения, а лазерным диодом с длиной волны, соответствующей резонансному поглощению неодима. А дальше - то же самое: двулучепреломляющий кристалл и синхронизм по второй гармонике.