Temperatura jest wielkością fizyczną, która wskazuje stopień ciepła i chłodu obiektu. Mikroskopowo, jest to natężenie ruchu termicznego cząsteczek obiektu. Jak wszyscy wiemy, wszystkie molekuły i atomy wokół nas przeprowadzają nieregularny ruch cieplny, który nigdy się nie zatrzymuje. Istotą naszego chłodzenia jest zmniejszenie intensywności całkowitego ruchu termicznego tych cząsteczek lub atomów, maszyny do znakowania laserowego włókien.
1. Bardzo ważną technologią w chłodzeniu laserowym jest technologia chłodzenia dopplerowskiego. Zasadą technologii chłodzenia dopplerowskiego jest blokowanie ruchu termicznego atomów poprzez emisję fotonów za pomocą lasera, a tym procesem przeszkadzającym jest zmniejszenie pędu atomów. Realizowany. Jak dokładnie laser zmniejsza pęd tych atomów?
Po pierwsze, mechanika kwantowa sugeruje, że atomy mogą jedynie absorbować fotony o określonej częstotliwości, zmieniając w ten sposób ich pęd. Efekt Dopplera wskazuje, że częstotliwość wzrasta, gdy źródło fal przesuwa się w kierunku obserwatora, i staje się niżej, gdy źródło fali odchodzi od obserwatora. Ten sam wniosek można uzyskać, gdy obserwator się porusza.
Podobnie jest w przypadku atomów. Gdy kierunek ruchu atomu jest przeciwny do ruchu fotonu, częstotliwość fotonu wzrośnie, a gdy kierunek ruchu atomu będzie taki sam w kierunku ruchu fotonu, częstotliwość fotonu będzie zmniejszać. Kolejną zasadą fizyki jest to, że chociaż światło nie ma masy statycznej, to ma ona rozpęd. Następnie, łącząc powyższe cechy fizyczne, możemy skonstruować prosty model chłodzenia laserowego.
2. Częstotliwość lasera jest regulowana w pewnym zakresie, a gdy częstotliwość lasera jest ustawiona na częstotliwość nieco niższą niż częstotliwość atomu, pojawia się nieoczekiwany wynik. Dzieje się tak, gdy taka wiązka światła oświetla konkretny atom. Jeśli atom porusza się w kierunku wiązki laserowej, częstotliwość fotonu wzrasta z powodu efektu Dopplera światła, a częstotliwość oryginalnego fotonu laserowego jest nieco mniejsza niż częstotliwość absorpcji atomu, wtedy efekt Dopplera jest po prostu dobrze. Pochłaniane przez atomy.
I ta absorpcja przejawia się przez zmiany pędu. Ponieważ kierunek ruchu fotonu jest przeciwny do kierunku ruchu atomu, po zderzeniu fotonu z atomem, atom przechodzi do stanu wzbudzonego, a pęd zmniejsza się, więc energia kinetyczna również maleje. Dla atomów w innych kierunkach ruchu częstotliwość odpowiednich fotonów nie wzrasta, więc fotony w wiązce laserowej nie mogą zostać zaabsorbowane, więc nie ma czegoś takiego jak wzrost pędu, który jest taki sam w odniesieniu do energii kinetycznej .
Kiedy używamy wielu laserów do oświetlania atomów pod różnymi kątami, pęd atomów w różnych kierunkach ruchu maleje, a energia kinetyczna maleje. Ponieważ laser tylko zmniejsza pęd atomu, po tym procesie trwa to przez chwilę, pęd większości atomów osiągnie bardzo niski poziom, osiągając tym samym cel chłodzenia.
Jednak zakres zastosowania tej technologii jest najczęściej wykorzystywany do chłodzenia atomowego, a dla cząsteczek trudno jest schłodzić go do ultra niskiej temperatury. Jednak cząsteczki ultrapoziomowe są bardziej znaczące niż ultrazimne atomy, ponieważ ich właściwości są bardziej złożone. Obecnie metody chłodzenia cząsteczek polegają na łączeniu ultrazimnych atomów zasady z wytworzeniem dwuzasadowych cząsteczek. Niedawno Uniwersytet w Yale ochłodził fluorek strontu (SrF) do kilkuset mikro-otworów.
Innym rodzajem chłodzenia laserowego, znanym również jako chłodzenie fluorescencyjne anty-Stokes, jest nowa koncepcja chłodzenia, która ewoluuje. Podstawową zasadą jest efekt anty-Stokesa, który wykorzystuje różnicę energii między rozpraszaniem a padającymi fotonami, aby osiągnąć chłodzenie. Efekt anty-Stokesa jest specjalnym efektem rozpraszania, w którym długość rozproszonego fotonu fluorescencyjnego jest krótsza niż długość fali fotonu padającego.
W związku z tym energia fotonu rozproszonego fluorescencyjnego jest wyższa niż energia padającego fotonu, a proces można po prostu rozumieć jako: foton niskoenergetyczny używany jest do wzbudzenia ośrodka luminescencyjnego, ośrodek oświetlający rozprasza fotony wysokoenergetyczne, a oryginał energia w środowisku luminescencyjnym jest pobierana z medium, które ma być schłodzone. . W porównaniu z tradycyjną metodą chłodzenia, laser zapewnia funkcję dostarczania mocy chłodniczej, a rozpraszająca fluorescencja antystokesowa jest nośnikiem ciepła.
