¿Cómo suavizar el espectro de una fuente de luz?

¿Podría alguien decirme si hay una sustancia o dispositivo razonablemente barato que pueda usar para suavizar el espectro de una fuente de luz?

Por ejemplo, si el espectro tiene picos como en el gráfico azul a continuación, ¿es posible manchar en términos de longitud de onda (no espacialmente, como en los difusores ordinarios) para que se asemeje más al gráfico rojo?

espectro_suave.png

La forma real del suavizado (núcleo de convolución) no es realmente importante, pero es preferible que se transmita la mayor parte de la energía.

He buscado filtros de "aplanamiento de espectro", pero en cambio atenúan ciertas longitudes de onda en lugar de distribuirlas.

Supongo que es posible mover rápidamente la fuente de luz hacia adelante y hacia atrás para que el efecto Doppler provoque un cambio similar, ¡pero las velocidades requeridas serían tremendas!

¿Por qué querrías "suavizar" de esa manera (que en realidad es más como una ampliación)?
@Gnubie ¿Qué propiedades de la luz desea conservar, por ejemplo, dirección, polarización, entrelazamiento, etc.? Si no necesita ninguno de ellos, no hay diferencia analizando primero el espectro y regenerándolo con un láser sintonizable.
Dirección, parcialmente (más para mantener la intensidad lo suficientemente alta como para ser utilizable que, digamos, para hacer imágenes). ¿Un láser sintonizable no tiene solo unas pocas líneas, una o algunas de las cuales se pueden seleccionar?

Respuestas (3)

Esto podría no ser factible para su configuración, pero podría intentar rotar rápidamente su fuente de luz, lo que ampliaría sus líneas espectrales. Tiene razón en que la velocidad debería ser sustancial con respecto a la velocidad de la luz. Como ejemplo, si su frecuencia es de 500 nm, digamos. Si desea que se disperse en el orden de un solo nanómetro, deberá resolver:

F = F 0 ( 1 + v C )
para v, la velocidad, dado que F 0 = 500 nm, y F = 501 Nuevo Méjico. Si lo hiciera, la velocidad tendría que ser de 600 000 m/s.

Alternativamente, puede intentar calentar su fuente para que los átomos/moléculas en promedio tengan velocidades más altas, lo que ampliará sus líneas espectrales (ya que algunas viajarán alejándose de usted y otras viajarán hacia usted).aumento de temperatura

Suponiendo que la energía térmica de un átomo a la temperatura T con masa M se divide equitativamente entre cada grado de libertad que tiene (ver: teorema de la equipartición ), la raíz cuadrática media de la velocidad se relaciona con la temperatura de la siguiente manera:

v r metro s = 3 R T METRO
donde M es la masa de un mol de partículas de gas ideal. Entonces, la pregunta es, para ver una dispersión de 1 nm, necesitaría que algunas de las partículas alcanzaran la velocidad antes mencionada, y ¿a qué temperatura se alcanza para el gas en particular que está interesado en usar?

Personalmente, creo que lo más fácil es hacerlo numéricamente, de hecho, hay muchos paquetes de Python que podrían ayudarlo a convolucionar sus líneas espectrales con un kernel de suavizado conocido. Podría usar un núcleo gaussiano (efectivamente, una función de dispersión de puntos). Si está empeñado en que sea una propagación física de sus líneas de emisión, creo que tiene mucho trabajo por hacer (a menos que me esté olvidando de algo aquí).

También podría presurizar la fuente de luz, suponiendo que sea un gas.
Es cierto, aunque si desea observar las líneas espectrales de su fuente de gas, debe verlas en algún tipo de recinto de vidrio (bombilla), por lo que la presurización podría ser una complicación adicional.

Cuando dispersa la luz de un material, hay una interacción fotón-fonón que cambiará la frecuencia del fotón dependiendo de la energía del fonón ( dispersión de Raman , dispersión de Brillouin ). Sin embargo, el efecto es bastante pequeño.

¿Cuánta ampliación necesitas? La dispersión de Rayleigh a través de un gas cálido de alta densidad probablemente contribuirá bastante a estropear el espectro para usted :)

Los fósforos que recubren el tubo de vidrio de una luz fluorescente hacen un buen trabajo al difuminar el espectro de emisión de la línea atómica de mercurio en algo más cercano a la radiación del cuerpo negro. Podría haber una mezcla de fósforo que logre lo que desea...

¿Cómo suavizar el espectro de una fuente de luz?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 2v