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分析光纤激光打标机制冷原理有哪些?

发布日期:2021-01-04 作者:冠诚达 点击:8

  分析光纤激光打标机制冷原理有哪些?

  对光纤激光打标机的冷却原理进行了分析:量子力学认为,原子只能吸收特定频率的光子,从而改变其动量和多普勒效应;

  当信号源向观察者移动时,当信号源远离观察者时,波的频率增加。在观察者移动时也能得到同样的结论。原子能也是如此。在原子运动方向与光子运动方向相反的情况下,光子的频率增大,在原子运动方向与光子运动方向相同的情况下,光子频率减小。

  另一个物理原理是,光虽然没有静态质量,但却有动量。通过考虑以上各种物理性质,可以建立一个简单的激光冷却模型。

  激光的频率在某一范围内是可以调节的,但当它比原子吸收的频率稍低一点时。这种情况发生在用这种光束照射特定原子时。当原子移动到激光束中时,这是由于多普勒效应造成的。

  光的频率增加,而激光光子只比原子的可吸收频率稍小。在这个时候,原子吸收了多普勒效应,这个吸收过程表现为在光子与原子碰撞之后,光子沿着相反的方向向原子移动。原子核运动到激发态,动量减少,因此动能减少。

  对其它原子来说,其对应的光子频率不会增加,因而不能被激光吸收。所以和动能相反,动量不会增加。多束激光从不同角度照射原子,会使不同方向上的原子动量减小。

  这样,动能就会减少,因为激光只会减少原子的动量,在这个过程中,大部分原子的动量都会降到很低的水平。为达到制冷的目的,原子冷却的应用已占了很大一部分,但对分子来说,将分子冷却为超低温是很困难的,但超冷分子比超冷原子更重要。目前,冷却分子的方法是将超冷碱性原子结合起来,从而生成二元分子。

  很快之前耶鲁大学曾将SRFS氟化锶冷却至数百个微袖口。激光冷却的另一种形式,也叫反斯托克斯荧光冷却。这种冷却方式的基本原理是反斯托克斯效应,它通过散射和入射光的能量差来冷却。反斯托克斯效应是散射效应的一种。荧光光子的散射波长比入射光子的波长短。

  结果表明荧光光子的散射比入射光子的能量大。这种发光介质可以散射高能的光子,并将原来的能量从该介质中取出并冷却。相对于传统的制冷方式,激光在提供冷却能量方面有一定的优势。热载流子是反斯托克斯荧光散射的产物。


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