光纖激光打標(biāo)機(jī)的激光制冷原理分析

光纖激光打標(biāo)機(jī)的激光制冷原理分析

溫度是表示物體冷熱程度的物理量，微觀上來講是物體分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度。眾所周知，我們周圍的一切分子和原子都在進(jìn)行著永不停息的無規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)。而我們制冷的實(shí)質(zhì)就是降低這些分子或原子的總體上的熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度，光纖激光打標(biāo)機(jī)。

1、激光制冷中的一個(gè)很重要的技術(shù)就是多普勒冷卻技術(shù)，多普勒冷卻技術(shù)的原理就是通過激光發(fā)出光子來阻礙原子的熱運(yùn)動(dòng)，而這個(gè)阻礙過程則是通過減小原子的動(dòng)量來實(shí)現(xiàn)的。那么，激光究竟是如何來減小這些原子的動(dòng)量呢?

首先，量子力學(xué)提出，原子只能吸收特定頻率的光子，從而改變其動(dòng)量。多普勒效應(yīng)指出，波在波源移向觀察者時(shí)頻率變高，而在波源遠(yuǎn)離觀察者時(shí)頻率變低。當(dāng)觀察者移動(dòng)時(shí)也能得到同樣的結(jié)論。

同樣，對(duì)于原子也是如此，當(dāng)原子的運(yùn)動(dòng)方向與光子運(yùn)動(dòng)相反時(shí)，則此光子的頻率將增大，而當(dāng)原子運(yùn)動(dòng)方向于此光子運(yùn)動(dòng)方向相同時(shí)，則此光子頻率將減小。然后的話，另一個(gè)物理學(xué)原理就是光雖然沒有靜質(zhì)量，但其具有動(dòng)量。那么綜合以上幾個(gè)個(gè)物理學(xué)特性，我們就能構(gòu)建出激光冷卻的簡(jiǎn)單模型。

2、激光器的頻率在一定范圍內(nèi)是可調(diào)的，而把激光器的頻率調(diào)至略低于某原子的可以吸收的頻率時(shí)，就會(huì)有意想不到的結(jié)果。當(dāng)用這樣一束光照射某一特定的原子時(shí)，就會(huì)發(fā)生這樣的情況。如果原子是向著激光束運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于光的多普勒效應(yīng)，則光子的頻率增加，而原來激光光子的頻率剛好是略小于原子的可吸收的頻率，則此時(shí)由于多普勒效應(yīng)則剛好被原子吸收。