La temperatura è la quantità fisica che indica il grado di calore e freddo di un oggetto. Microscopicamente, è la gravità del movimento termico delle molecole di un oggetto. Come tutti sappiamo, tutte le molecole e gli atomi intorno a noi stanno portando avanti il movimento irregolare del calore che non si ferma mai. L'essenza della nostra refrigerazione è ridurre l'intensità del movimento termico complessivo di queste molecole o atomi, la macchina per marcatura laser in fibra.
1. Una tecnologia molto importante nel raffreddamento laser è la tecnologia di raffreddamento Doppler. Il principio della tecnologia di raffreddamento Doppler è quello di bloccare il movimento termico degli atomi emettendo fotoni mediante laser, e questo processo di ostacolo consiste nel ridurre la quantità di moto degli atomi. Realizzato. Quindi, in che modo esattamente il laser riduce la quantità di moto di questi atomi?
Primo, la meccanica quantistica suggerisce che gli atomi possono solo assorbire fotoni di una frequenza specifica, cambiando così il loro momento. L'effetto Doppler indica che la frequenza aumenta quando la sorgente d'onda si sposta verso l'osservatore e diventa più bassa man mano che la sorgente d'onda si allontana dall'osservatore. La stessa conclusione può essere ottenuta quando l'osservatore si muove.
Allo stesso modo, lo stesso è vero per gli atomi. Quando la direzione del moto dell'atomo è opposta al movimento del fotone, la frequenza del fotone aumenterà, e quando la direzione del movimento dell'atomo è la stessa nella direzione del movimento del fotone, la frequenza del fotone sarà diminuire. Quindi, un altro principio di fisica è che sebbene la luce non abbia massa statica, ha un momento. Quindi combinando le caratteristiche fisiche di cui sopra, possiamo costruire un semplice modello di raffreddamento laser.
2. La frequenza del laser è regolabile entro un certo intervallo e quando la frequenza del laser è regolata su una frequenza leggermente inferiore a quella di un atomo, c'è un risultato inaspettato. Questo accade quando un tale raggio di luce illumina un particolare atomo. Se l'atomo si muove verso il raggio laser, la frequenza del fotone aumenta a causa dell'effetto Doppler della luce, e la frequenza del fotone laser originale è appena leggermente inferiore alla frequenza assorbibile dell'atomo, quindi l'effetto Doppler è solo destra. Assorbito dagli atomi.
E questo assorbimento si manifesta con cambiamenti di quantità di moto. Poiché la direzione del movimento del fotone è opposta alla direzione del movimento dell'atomo, dopo che il fotone si è scontrato con l'atomo, l'atomo si sposta nello stato eccitato e la quantità di moto diminuisce, così anche l'energia cinetica diminuisce. Per gli atomi in altre direzioni di movimento, la frequenza dei corrispondenti fotoni non aumenta, quindi i fotoni nel raggio laser non possono essere assorbiti, quindi non esiste un aumento di quantità di moto, che è lo stesso rispetto all'energia cinetica .
Quando utilizziamo più laser per illuminare gli atomi da diversi angoli, l'impulso degli atomi in diverse direzioni di movimento diminuisce e l'energia cinetica diminuisce. Poiché il laser riduce solo la quantità di moto dell'atomo, dopo che questo processo continua per un po ', la quantità di moto della maggior parte degli atomi raggiungerà un livello molto basso, raggiungendo così lo scopo della refrigerazione.
Tuttavia, l'ambito di applicazione di questa tecnologia è principalmente utilizzato per il raffreddamento atomico e per le molecole è difficile raffreddarlo a temperature bassissime. Tuttavia, le molecole ultrafredde sono più significative degli atomi ultrafreddi perché le loro proprietà sono più complesse. Attualmente, i metodi per raffreddare le molecole sono combinare atomi di base ultrafreddi per produrre molecole dibasiche. Non molto tempo fa, l'Università di Yale ha raffreddato il fluoruro di stronzio (SrF) a poche centinaia di micro-aperture.
Un altro tipo di raffreddamento laser, noto anche come raffreddamento della fluorescenza anti-Stokes, è un nuovo concetto di refrigerazione che si sta evolvendo. Il principio di base è l'effetto anti-Stokes, che utilizza la differenza di energia tra scattering e fotoni incidente per raggiungere la refrigerazione. L'effetto anti-Stokes è uno speciale effetto di dispersione in cui la lunghezza d'onda del fotone fluorescente sparsa è più corta della lunghezza d'onda del fotone incidente.
Pertanto, l'energia del fotone fluorescente di dispersione è superiore all'energia del fotone incidente e il processo può essere semplicemente inteso come: il fotone laser a bassa energia è usato per eccitare il mezzo luminescente, il mezzo illuminante sparge fotoni ad alta energia e l'originale l'energia nel mezzo luminescente viene tolta dal mezzo da raffreddare. . Rispetto al metodo di raffreddamento tradizionale, il laser fornisce la funzione di fornire potenza di refrigerazione e la fluorescenza dispersa di anti-Stokes è il vettore di calore.
