极致低温神奇的激光制冷术

本文摘要：作为与计算机、半导体、原子能相提并论的二十世纪四大发明之一，激光技术早已在许多行业中获得广泛应用。不过，提及激光，大多数人能想起的往往是其在机械加工上的应用于。 只不过，除了在工业切割成、焊、以及医疗美容上的应用于外。激光还有许多其它用途，比如在加热器上的应用于。激光加热这一概念最先于1962年由苏联学者明确提出，沉寂了一段时间后才被学界注目。 1985年，知名的美国华裔科学家朱棣文用于激光冷藏原子，顺利构建了低温环境，并因这一发明者而取得1997年的物理学奖。

作为与计算机、半导体、原子能相提并论的二十世纪四大发明之一，激光技术早已在许多行业中获得广泛应用。不过，提及激光，大多数人能想起的往往是其在机械加工上的应用于。

只不过，除了在工业切割成、焊、以及医疗美容上的应用于外。激光还有许多其它用途，比如在加热器上的应用于。激光加热这一概念最先于1962年由苏联学者明确提出，沉寂了一段时间后才被学界注目。

1985年，知名的美国华裔科学家朱棣文用于激光冷藏原子，顺利构建了低温环境，并因这一发明者而取得1997年的物理学奖。1997年诺贝尔物理学奖获得者：朱棣文多普勒加热技术那么，激光为什么需要加热器呢？一般来说情况下，物体的原子总是在做到点状运动，物理学上将其称作热运动。原子的运动就越轻微，物体的温度就不会越高，忽略则温度较低。因此，如果有方法需要减少原子的运动速率，就能减少物体的温度。

激光加热器的原理大体上可以解读为：利用大量光子妨碍原子的运动，以减少原子的运动速率，进而超过减少物体温度的目的。激光是能量高度集中的光束，由于它收到的光粒子具备统一的方向，所以这些粒子十分集中于。当激光束射入物体内时，由于转入的粒子数很多，使得物体内的微粒显得十分挤迫，它们之后无法像原本一样“活蹦乱跳”了，从而减少了分子的热运动，这种激光加热器技术被称作多普勒加热技术。

1995年，利用多普勒加热技术，达诺恩小组将铯原子加热到了2．8nK的低温。德国伯恩大学物理学家用于该项技术构建了光子的高密度集中于，这一技术在太阳能电池上十分具备前景，能使太阳能电池在阴天也能维持高效工作。

反斯托克斯荧光加热器技术多普勒加热是激光加热器中最基本的机制，后来又发展出有一种取名为反斯托克斯荧光加热器技术，这种技术的理念最先由P.Pringsheim于1929年明确提出。这种加热器方法的基本原理是鼓吹斯托克斯效应，利用衍射与入射光子的能量劣来构建加热器。反斯托克斯效应是一种类似的衍射效应，其衍射荧光光子波长比入射光子波长较短。

因此，衍射荧光光子能量低于入射光子能量，其过程可非常简单解读为：用较低能量激光光子唤起闪烁介质，闪烁介质衍射出有高能量的光子，将闪烁介质中的原先能量带上出有介质而加热器。与传统加热器方式比起，激光起着了获取加热器动力的起到，而衍射出有的反斯托克斯荧光则是热量载体。1995年，美国LosAlamos国家实验室空间加热器技术研究组的Epstein及同事首次通过激光诱导反斯托克斯荧光在液体材料上顺利地取得可测量的制冷量。1999年，低温物理学家E.Finkeipen利用掺入蓝宝石激光器唤起GaAs／GaAl半导体量子阱材料的空穴激子，构建空穴激子的反斯托克斯荧光升空，得出了有所不同温度下加热器效率与加热器温度的关系。

2010年，科学家用于激光，把分子冷藏到相似绝对零度，这是单分子激光加热器首次超过这样的低温，向掌控物质化学物理过程，生产量子计算机迈向了一大步。随着技术的大大发展成熟期，激光加热开始取得许多应用于。比如，原子光学、原子光刻、原子钟、光镊子、高分辨率等基础研究。还可以用于这种技术展开金属焊和实施人体手术。

坚信在未来，这种技术一定会获得更加辽阔的应用于。

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