¿Hay alguna forma de alterar la frecuencia de la onda?

Aquí hay algunos temas para leer:

• Duplicación de frecuencia , también llamada generación de segundo armónico como menciona Johannes. Aquí, pones una onda en un medio, y una fracción de ella se convierte en una onda con una frecuencia diferente. Al diseñar cuidadosamente el medio, puede obtener un porcentaje de conversión bastante alto.
• Otros procesos ópticos no lineales , no solo la duplicación de frecuencia, sino que incluyen generación de diferencia de frecuencia, osciladores paramétricos ópticos, mezcla de ondas N, etc. Estos implican colocar una o más ondas con diferentes frecuencias en un medio y obtener una onda adicional con una frecuencia que no pusiste.
• Dispersión Raman que es espontánea y sus equivalentes estimulados CARS y CSRS. En la dispersión Raman, en realidad no obtienes una onda coherente; simplemente pones una onda en un medio y una pequeña porción de la dispersión tiene una frecuencia diferente. CARS y CSRS usan el mismo mecanismo (una molécula que absorbe un fotón, usa su energía para pasar a un nivel diferente y luego vuelve a emitir un fotón con el exceso de energía) pero son tipos de mezcla de cuatro ondas y realmente pertenecen al anterior punto.

Aunque normalmente se consideran interacciones de fotones, cualquier proceso de dispersión inelástica dará como resultado la alteración de la frecuencia de la radiación electromagnética.

Un ejemplo obvio es la dispersión de Compton , donde la luz de alta energía (rayos X+) se dispersa a partir de electrones libres. La luz dispersada tiene menor energía y longitudes de onda más largas que la luz que incide sobre los electrones.

La dispersión Raman de la luz (a menudo óptica o infrarroja) de las moléculas da como resultado que la luz dispersada tenga una frecuencia ligeramente más baja, lo que corresponde a una transición entre los niveles de energía en la molécula.

Sí.

Los materiales que absorben la radiación electromagnética y la emiten en una frecuencia diferente se conocen como fluorescentes . Probablemente los vea como el recubrimiento en el interior de los tubos fluorescentes, donde absorben la luz ultravioleta y emiten una luz visible de menor frecuencia.

Si tiene luz que es razonablemente monocromática, entonces puede cambiar su frecuencia usando dos tipos de dispositivos relacionados: moduladores acústico-ópticos (AOM) y moduladores electro-ópticos (EOM). Estrictamente hablando, estos encajan dentro de las categorías de la respuesta de ptomato como procesos ópticos no lineales, pero son lo suficientemente distintos como para que normalmente se consideren por sí solos.

La idea básica es tener un material (por ejemplo, cuarzo o niobato de litio) cuyo índice de refracción dependa de la deformación elástica local (para AOM) o del campo eléctrico local (cuasi-)CC (para EOM). Si luego hace que la tensión elástica (resp. campo eléctrico) oscile, usando una onda acústica (resp. un campo RF), entonces tiene luz viajando a través de un medio con un índice de refracción dependiente del tiempo, que puede alterar y altera la frecuencia de la luz.

Como regla general, los EOM pueden lograr cambios de frecuencia más grandes (hasta varios GHz) que los AOM, pero son más complejos y difíciles de trabajar. Ambos tipos de moduladores son de uso común cuando desea un láser de banda muy angosta (es decir, tiene una frecuencia muy bien definida) pero desea al menos alguna capacidad para sintonizar su frecuencia para que pueda, por ejemplo, bloquearlo en algún específico. transición en un átomo o molécula de interés.