二、激光制冷的发展
1.普勒激光制冷的发展
1975年,T.W.Hānsch和A.L.Schawlow首先建议用相向传播的激光束使中性原子冷却。他们的方法是:把激光束调谐到略低于原子的谐振跃迁频率,利用多普勒原理就可使中性原子冷却。
1985年,华裔科学家朱棣文和他的同事在美国新泽西州荷尔德尔(Holmdel)的贝尔实验室进一步用两两相对互相垂直的六束激光使原子减速。他们让真空中的一束钠原子先是被迎面而来的激光束阻碍下来,之后把钠原子引进六束激光的交汇处。这六束激光都比静止钠原子吸收的特征波长长一些。而其效果就是不管钠原子向何方运动,都会遇上具有恰当能量的光子,并被推回到六束激光交汇的区域。从而在这个小区域里,聚集了大量的冷却下来的原子,组成了肉眼看去像是豌豆大小的发光的气团。由六束激光组成的阻尼机制就像某种粘稠的液体,原子陷入其中会不断降低速度。大家给这种机制起了一个绰号,叫“光学粘胶”。但由于重力的作用,这一现象并为维持多久,因为其并未使原子陷俘。
1987年,磁光陷阱被做成,从而有了新的突破,它是用上述六束激光再加上两个线圈组成。线圈产生微小变化的磁场,该磁场最小值处于激光相交的位置,由于塞曼效应。就会产生一个比重力大的力,从而把原子拉回到陷阱中心。从而原子被约束在一个很小的区域。以便科学研究。
亚多普勒冷却
从多普勒激光冷却原理可知,多普勒激光冷却是有一个温度极限的,但是,科学家们却发现冷却的原子温度却低于这个极限温度。于是,又产生了亚多普勒冷却。