【48812】光纤激光打标机的激光制冷原理剖析

  温度是表明物体冷热程度的物理量，微观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度。众所周知，咱们周围的全部分子和原子都在进行着永不暂停的无规则的热运动。而咱们制冷的本质便是下降这些分子或原子的总体上的热运动的剧烈程度，光纤

  1、激光制冷中的一个很重要的技能便是多普勒冷却技能，多普勒冷却技能的原理是经过激光宣布光子来阻止原子的热运动，而这个阻止进程则是经过减小原子的动量来完成的。那么，激光究竟是如何来减小这些原子的动量呢?

  首要，量子力学提出，原子只能吸收特定频率的光子，然后改动其动量。多普勒效应指出，波在波源移向观察者时频率变高，而在波源远离观察者时频率变低。当观察者移动时也能得到相同的定论。

  相同，关于原子也是如此，当原子的运动方向与光子运动相反时，则此光子的频率将增大，而当原子运动方向于此光子运动方向相一起，则此光子频率将减小。然后的话，另一个物理学原理便是光尽管没有静质量，但其具有动量。那么归纳以上几个个物理学特性，咱们就能构建出激光冷却的简略模型。

  2、激光器的频率在一些规模内是可调的，而把激光器的频率调至略低于某原子的能吸收的频率时，就会有意想不到的成果。当用这样一束光照耀某一特定的原子时，就会发生这样的状况。假如原子是向着激光束运动时，由于光的多普勒效应，则光子的频率添加，而本来激光光子的频率刚好是略小于原子的可吸收的频率，则此刻由于多普勒效应则刚好被原子吸收。

  而这一吸收表现为动量改动。由于光子的运动方向与原子的运动方向相反，则在光子与原子磕碰之后，原子跃迁到激起态，而且动量减小，故动能也随之减小。而对其他运动方向的原子，则其对应的光子的频率不会添加，所以不能吸收激光束中的光子，所以也不会有动量添加这一现象的发生，相关于动能来讲也是相同。

  当咱们用多束激光从不同视点来照耀原子，则在不同运动方向上的原子的动量都会减小，然后动能减小。而由于在激光只减小原子的动量，所以在此进程继续一段时间后，大多数的原子的动量就会到达一个很低的水准，从而到达制冷的意图。

  但此技能所使用的规模大多是用于原子冷却，而关于分子，这种办法很难将其冷却到超低温。但超冷分子比超冷原子的含义更大，由于其特点更杂乱。现在，冷却分子的办法是将超冷碱原子结合在一起，发生双碱分子。不久之前，耶鲁大学就从前将氟化锶(SrF)冷却到几百微开。

  另一种激光制冷也称反斯托克斯荧光制冷，是正在开展的新概念的制冷办法其根底原理是反斯托克斯效应，使用散射与入射光子的能量差完成制冷。反斯托克斯效应是一种特别的散射效应，其散射荧光光子波长比入射光子波长短。

  因而，散射荧光光子能量高于入射光子能量，其进程可简略理解为：用低能量激光光子激起发光介质，发光介质散射出高能量的光子，将发光介质中的原有能量带出介质而制冷。与传统制冷方法比较，激光起到了供给制冷动力的效果，而散射出的反斯托克斯荧光则是热量载体。