激光结课论文

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1、《激光技术与应用》课程论文激光冷却技术专业:班级:姓名:学#:提交日期:激光冷却技术摘要：作为新技术领域的激光冷却，它是利用激光和原子•的相互作用减速原子运动来获得超低温原子的技术。早期用于粘确测量各种原子参数，简单叙述了该项技术的工作原理，对于实现玻色爱因斯坦凝聚态有着不可或缺的作用。阐述了激光冷却与多普勒原理，提出了激光冷却在连续补偿多普勒频移和光抽运效应上的问题以及针对这两个问题的具体分析。介绍了该项技术的应用，如目前天宫二号上的空间冷原子钟。最后对该项技术未來的发展做简单的分析。关键词：激光冷却；玻色-爱因斯坦

2、凝聚；原子钟；激光；空间冷原子钟；多普勒原理Abstract:Asanewtechnology,lasercoolingisatechniquetoobtainultralowtemperatureatomsbyusinglaserandatominteractiontoslowdownatomicmotion.Intheearlystage,itwasusedtopreciselymeasurevariousatomicparameters,andtheworkingprincipleofthistechniquew

3、asbrieflydescribed・ItisindispensablefortherealizationofBoseEinsteincondensates.TheprincipleoflasercoolingandDopplerisexpounded・TheproblemsoflasercoolingincontinuouscompensationofDopplerfrequencyshiftandopticalpumpingeffectareputforward,andtheconcreteanalysisofth

4、esetwoproblemsisalsopresented.Theapplicationofthistechnique,suchasthespacecoldatomicclockinheavenlypalaceNo.two,isintroduced.Finally,abriefanalysisofthefuturedevelopmentofthetechnologyisgiven.Keywords:LaserCooling;BoseEinsteinCondensates;AtomicClock;SpaceColdAto

5、micClock;DopplerPrinciple;Laser随着现代科学技术的发展，我们的生活逐渐发生着变化，自1960年激光诞生以来伴着激光器的发明越来越多的新技术被发掘出来，在各行各业上，及其广泛，有激光电影、激光手术、激光针灸、激光裁剪、激光焊接、激光唱片、激光测距仪、激光炸弹、激光雷达、激光枪、激光炮等等。激光还能用来冷却原子，为验证相对论和实现爱因斯坦的科学预言提供了必要的物理手段，同时利用超冷原子气体研制的高稳定度和准确度的原子钟可在更高精确度上测量引力红移、原子结构常数的演化和光的各向异性。不仅如此激光

6、冷却气体原子也是实现玻色■爱因斯坦凝聚必不可少的深度冷却过程。1激光冷却原理1.1制冷原理物体的原子总是在不停地做无规则运动：表示物体温度高低的热运动。当原子运动越激烈的时候，物体温度就越高；反之，温度就越低。所以，只要降低原子运动速度，就能降低物体温度。激光制冷的原理就是利用大量的光子阻碍原子运动，使其减速，从而降低了物体温度。这种方法目前还只能限于原子级、分子级的范围，还不能冷冻一些大的物体。多普勒冷却是激光冷却的第一个例子，也是最常见的激光制冷方法。1.1.1多普勒冷却由・車失•为扒传■方创柯反的战光对IKTtt

7、lD的作用力与0（子速度的类糸■b税示单東■死悬成的力，其正负与■光伶■方沏相合成力•其正负与•度方佝相反.图1原子受力图多普勒冷却是基于原子在光场中运动时所产生的多普勒效应基础之上。假定一个原子处于两个相向传播的激光行波场中，每一行波场均有一个平均辐射压力作用于原子上。若激光频率稍低于原子共振频率，当原子不动时（实际不可能），原子不能吸收激光，两个行波场作用于原子上的力大小相等，方向相反，原子受的合力为零。但当原子运动时，由于多普勒效应，将产牛多普勒频移。对于与原子运动方向相反传播的光束，原子接收到的频率就更接近于共

8、振频率，吸收光子的概率就大，因而光束作用于原子上的力大一些；而对于与原子运动方向同向传播的光束，由于远离共频率，原子吸收光子的概率小，光束作用于原子的力也小。由此，原子仅吸收迎面而來的光子，通过动量守恒而减速，但是辐射光子时是沿各个方向辐射，并未增速，多次吸收与辐射光子之后，原子速度就会减慢。通过线性动量共振交换，运动原子就会受到