光子上轉換

光子上轉換（英語：Photon upconversion）是吸收較長波長的兩個或多個光子，激發出較短波長的光的過程。它是反斯托克型的發光，這種類型的發光的例子就是將紅外光轉化為可見光。具有這一發光特性的材料被稱作上轉換髮光材料，它通常含有d區或f區的元素。

基本介紹

• 中文名：光子上轉換
• 外文名：Photon upconversion
• 領域：光學

簡介

光子上轉換（英語：Photon upconversion）是吸收較長波長的兩個或多個光子，激發出較短波長的光的過程。它是反斯托克型的發光，這種類型的發光的例子就是將紅外光轉化為可見光。具有這一發光特性的材料被稱作上轉換髮光材料，它通常含有d區或f區的元素。

斯托克斯位移

斯托克斯位移（Stokes位移）是相同電子躍遷在吸收光譜和發射光譜中最強波長間的差值（如在螢光光譜、拉曼光譜中）。名稱來源於愛爾蘭物理學家喬治·加布里埃爾·斯托克斯。

理想情況下，分子螢光光譜應是其吸收光譜的鏡像，但實際情況下螢光波長通常是向長波方向移動，最大螢光波長與最大吸收波長之間的差即稱為斯托克斯位移。斯托克斯位移的產生可以歸結到很多因素上，較常見的有：

• 內轉換（internal conversion）：電子在相同的重態中從某一能級的低能態按水平方向躍遷至下一能級的高能級，能態不發生變化；
  
• 溶劑弛豫（solvent relaxation）：發射前溶劑分子的重新排列致使激發態能量下降。
  

紅外線

紅外線（Infrared，簡稱IR）是波長介乎微波與可見光之間的電磁波，其波長在760奈米（nm）至1毫米（mm）之間，是波長比紅光長的非可見光，對應頻率約是在430THz到300GHz的範圍內。室溫下物體所發出的熱輻射多都在此波段。

紅外線是在1800年由天文學家威廉·赫歇爾發現，他發現有一種頻率低於紅色光的輻射，雖然用肉眼看不見，但仍能使被照射物體表面的溫度上升。太陽的能量中約有超過一半的能量是以紅外線的方式進入地球，地球吸收及發射紅外線輻射的平衡對其氣候有關鍵性的影響。

當分子改變其旋轉或振動的運動方式時，就會吸收或發射紅外線。由紅外線的能量可以找出分子的振動模態及其偶極矩的變化，因此在研究分子對稱性及其能態時，紅外線是理想的頻率範圍。紅外線光譜學研究在紅外線範圍內的光子吸收及發射。

紅外線可用在軍事、工業、科學及醫學的套用中。紅外線夜視裝置利用即時的近紅外線影像，可以在不被查覺的情形下在夜間觀察人或是動物。紅外線天文學利用有感測器的望遠鏡穿透太空的星塵（例如分子雲），檢測像是行星等星體，以及檢測早期宇宙留下的紅移星體。紅外線熱顯像相機可以檢測隔絕系統的熱損失，觀查皮膚中血液流動的變化，以及電子設備的過熱。紅外線穿透雲霧的能力比可見光強，像紅外線導引常用在飛彈的導航、熱成像儀及夜視鏡可以用在不同的套用上、紅外天文學及遠紅外線天文學可在天文學中套用紅外線的技術。

可見光

可見光（Visible light）是電磁波譜中人眼可以看見（感受得到）的部分。這個範圍中電磁輻射被稱為可見光，或簡單地稱為光。人眼可以感受到的波長範圍一般是落在390到700nm。對應於這些波長的頻率範圍在430–790 THz。但有一些人能夠感知到波長大約在380到780nm之間的電磁波。正常視力的人眼對波長約為555nm的電磁波最為敏感，這種電磁波處於光學頻譜的綠光區域。

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