Анализ принципа лазерного охлаждения

Dec 24, 2020

Оставить сообщение

Всем известно, что лазер обладает характеристиками хорошей направленности и высокой яркости. Его луч сосредоточен под очень малым углом излучения вдоль оси (всего около одной десятой градуса). Кроме того, лазерная модуляция добротности и другие технологии могут уменьшить энергию лазера, сжатую в очень узкий импульс (например, триллионную долю секунды), поэтому он может излучать огромное количество энергии. На мой взгляд, все лазеры связаны с высокой энергией. Фактически, лазеры с высокой энергией также могут использоваться в холодильной технике.

Еще в 1985 году китайский американский физик Чжу Дивен успешно заморозил атомы с помощью лазера и получил Нобелевскую премию по физике в 1997 году. Фактически, принцип лазерного охлаждения заключается в уменьшении теплового движения молекул в объекте. Температура объекта связана с тепловым движением молекул. Чем интенсивнее движение молекул, тем выше температура объекта. И наоборот, чем медленнее молекулярное движение, тем ниже температура объекта. Лазерное охлаждение требует точной настройки лазера. После настройки используются два луча света в противоположных направлениях. Когда большое количество фотонов проникает внутрь объекта, количество лазерных частиц довольно велико, что приводит к скоплению частиц в объекте. После столкновения с атомом бомба заберет часть энергии и нейтрализует кинетическую энергию самого молекулярного атома, в результате чего молекулярный атом не сможет" беспорядочно перемещать" как и прежде, тем самым уменьшая тепловое движение молекулы, тем самым снижая температуру объекта.

Скорость атома объекта обычно составляет около 500 метров в секунду. Долгое время ученые искали способы сделать атомы относительно неподвижными. Чжу Дивэнь использует три взаимно перпендикулярных лазера для облучения атомов со всех сторон, так что атомы попадают в океан фотонов, и их движение постоянно затрудняется и замедляется. Этот эффект лазера живо получил название&"оптический клей GG". В эксперименте" липкий" атомы могут упасть до низкой температуры, почти близкой к абсолютному нулю (-273,15 ° C).

Лазерное охлаждение может устранить первый и второй доплеровские сдвиги частоты, чтобы установить лучшую опорную частоту. Это очень важно для хронометража, точных измерений и навигации. В настоящее время технология лазерного охлаждения имеет важные приложения на трех уровнях биологических клеток, митохондрий и хромосом. Он также используется в физике конденсированного состояния, атомных фонтанах, атомных часах, атомных интерферометрах и атомной литографии.