¿Por qué la luz de este láser infrarrojo se vuelve visible después de la reflexión?

Nunca puedes ver ningún haz de luz desde el costado. Solo ves la luz (de cualquier longitud de onda) propagándose directamente en tu ojo. Cuando los rayos láser a veces aparecen como una línea visible a través del aire, lo que sucede es que el polvo (y en cierta medida también las moléculas) en el aire dispersan la luz y envían parte de ella hacia el ojo. Cuando el rayo golpea un objeto sólido, a menos que la superficie sea extremadamente plana (como un espejo limpio y preciso), habrá dispersión en todos los ángulos, por lo que algunos irán hacia su ojo. Es esta luz la que estás viendo.

En el caso de la radiación infrarroja, la sensibilidad del ojo humano no disminuye inmediatamente para longitudes de onda superiores a 700 nm; es bajo pero distinto de cero, y la radiación dispersada por un rayo láser suele ser lo suficientemente brillante como para ser vista (obviamente, depende de la intensidad del rayo original). Así he visto 852 nm, por ejemplo. Sin embargo, cuando puede ver una longitud de onda como esta, debe tener cuidado: la radiación que ingresa a su ojo es más brillante de lo que piensa, porque la sensibilidad de su ojo es baja pero la está viendo. Por esta razón, la protección de los ojos es especialmente importante con longitudes de onda fuera del rango visible normal.

Estoy seguro de que aquí no se está produciendo ninguna conversión de energía fotónica.

Especialmente, necesita una conversión ascendente en energía que es muy poco probable. La fluorescencia normal no puede ser la causa aquí. Existen tarjetas detectoras para la conversión ascendente de la luz láser, pero es necesario "cargarlas" con la luz solar antes de poder usarlas. Y este es un material muy especial.

Lo más probable es que el láser sea relativamente potente y que la sensibilidad del ojo siga siendo suficientemente alta.

Por ejemplo: mientras trabajaba con un láser de 762 nm (banda A de oxígeno), yo y todos mis colegas pudimos ver claramente el haz (aunque 762 nm ya está clasificado como IR). El láser tenía una potencia de ~ 300 µW y el haz colimado era claramente visible en una hoja de papel blanco en condiciones de luz diurna. Cuando se extendió sobre un área de 1 cm, el haz era muy visible con luz de.

Aunque 780 nm está ciertamente más lejos en el IR que 760 nm, su láser podría ser más potente y el ojo aún puede ver el rayo.

Pero el rayo probablemente será mucho más poderoso de lo que sugiere el brillo percibido.

Las otras respuestas son perfectamente correctas, suponiendo reflexión especular (como un espejo), es decir, dispersión elástica (dejando el nivel de energía de los fotones casi sin cambios).

Pero hay otro caso que me gustaría que consideraran, que es la reflexión difusa y la reemisión por absorción.

La reflexión difusa es la reflexión de la luz u otras ondas o partículas desde una superficie, de modo que un rayo que incide sobre la superficie se dispersa en muchos ángulos en lugar de en un solo ángulo como en el caso de la reflexión especular. Pero el esquema anterior sigue siendo válido en el caso de que el material sea absorbente. En este caso, los rayos difusos perderán algunas longitudes de onda durante su paso por el material y saldrán coloreados.

https://en.wikipedia.org/wiki/Diffuse_reflection

Ahora, lo más importante de su caso es que la superficie de la imagen no solo causa una reflexión especular, sino también difusa. Esto significa que:

1. refleja algunos fotones en direcciones aleatorias

2. no solo se dispersa elásticamente, sino que absorbe algunos fotones y los vuelve a emitir a una longitud de onda diferente (en su caso, visible). Esta es la respuesta a tu pregunta. Sí, algunos de los fotones en realidad pueden ganar energía y, a partir de la longitud de onda IR incidente, se vuelven a emitir como longitud de onda visible, y esos son los fotones que se ven a simple vista.

En algunos casos, bajo una iluminación intensa, es posible que un electrón absorba dos fotones, lo que permite la emisión de radiación de una energía fotónica más alta (longitud de onda más corta) que la radiación absorbida.

https://en.wikipedia.org/wiki/Fluorescencia

La pregunta es interesante, y la única forma de probar esto es hacerlo con diferentes objetos. Si el láser en sí mismo es invisible a simple vista (es realmente IR y no está en el rango visible), pero si hace brillar el láser en la pared u otros objetos, el punto podría volverse visible debido a la reflexión difusa y la reemisión de absorción. , donde algunos fotones se vuelven a emitir en el rango visible (incluso se puede hacer fluorescencia).

Ves la luz porque su frecuencia, o longitud de onda, es visible para tu ojo, no porque de alguna manera, mágicamente, aumente su energía.

Que el rayo golpee objetos, se refleje o se disperse y llegue a su ojo crea una impresión de luz. También prueba que la frecuencia utilizada es (todavía) visible para el ojo humano, aunque probablemente sea menor que el espectro "normal y visible".