能量巨大的激光也能制冷?
大家都知道,激光具有方向性好、亮度高的特点,其光束集中在沿轴线方向的一个极小发射角内(仅十分之一度左右),加上激光调Q等技术能把激光能量压缩到极窄的脉冲内(比如一万亿分之一秒),因此能辐射出巨大的能量。印象中的激光,都是和高能联系在一起的,实际上具有高能量的激光,一样能够应用在制冷方面。
早在1985年,美国华裔物理学家朱棣文就成功地用激光冷冻了原子,从而荣获1997年的诺贝尔物理学奖。实际上,激光制冷的原理是降低物体中分子的热运动。物体的温度与分子热运动有关,分子运动越剧烈,物体温度越高,反之,分子运动越慢,物体温度就越低。激光制冷,首先要对激光进行精确调谐,利用调谐后方向相反的两束光,当大量的光子射入物体内部时,由于激光粒子的数量相当多,使得物体内微粒变得拥挤,加上光子在撞向原子后弹开会带走一部分能量,抵消了分子原子本身的动能,导致分子原子不能像之前一样任意的“无规则运动”,从而降低分子热运动,进而降低了物体的温度。
物体原子运动的速度通常在约每秒500米,长期以来,科学家一直在寻找使原子相对静止的方法。朱棣文采用三束相互垂直的激光,从各个方面对原子进行照射,使原子陷于光子海洋中,运动不断受到阻碍而减速。激光的这种作用被形象地称为“光学粘胶”。在试验中,被“粘”住的原子可以降到几乎接近绝对零度(-273.15℃)的低温。
激光致冷可以消除一级与二级多普勒频移,以便建立更好的频率基准。这对计时、精密计量和导航有重要意义。目前,激光制冷技术主要在生物学的细胞、线粒体和染色体三个层次上有重要的应用,也应用于凝聚态物理、原子喷泉、原子钟、原子干涉仪、原子光刻上。

图片新闻
最新活动更多
-
7月6日立即预约>> 合成大芯径石英光纤 -- 光学设计和材料选择对光纤性能的影响
-
9月27-29日马上报名>> 全数会2022激光精密加工与数字化制造展
-
9月27日马上报名>>> 维科杯·OFweek 2022激光行业年度评选
-
9月28日马上报名>>> 维科杯·OFweek 2022中国汽车行业年度评选
-
9月28日立即报名>>> 【线下大会】OFweek 2022中国汽车产业大会
-
精彩回顾立即查看>> 【在线研讨会】Hengstler助力锂电生产设备更高效
推荐专题
发表评论
请输入评论内容...
请输入评论/评论长度6~500个字
暂无评论
暂无评论