15:19 2024-03-21 science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu

_ Noua piatră de hotar în răcirea cu laser: Echipa de cercetare răcește sticla de silice cu un record de 67 Kelvin

_ Noua etapă în laser Răcire: Echipa de cercetare răcește sticla de silice cu un record de 67 Kelvin

Pentru prima dată, o echipă de cercetători de la Institutul Fraunhofer pentru Optică Aplicată și Inginerie de Precizie IOF și Universitatea din New Mexico au reușit să răcească silice sticlă cu 67 Kelvin prin răcire cu laser optic. Cercetătorii de la Jena și Albuquerque au publicat rezultatele în jurnalul Optics Express.

Tăierea, găurirea, sudarea — de obicei asociem lumina laser cu încălzirea materialelor, de exemplu, pentru a lucra cu precizie asupra obiectelor realizate. din metal sau piatră. Dar, în circumstanțe specifice, este posibilă și răcirea materialelor prin radiație cu lumină laser - un efect cunoscut pentru răcirea Doppler a gazelor. Cu toate acestea, radiația laser poate provoca și răcirea în solide.

Acest efect paradoxal devine posibil prin așa-numita răcire cu fluorescență anti-Stokes. În acest proces, un material special, de înaltă puritate este excitat prin radiația luminii laser. Datorită diferenței de energie dintre laserul de excitație și radiația emisă de material, adică fluorescența, energia este extrasă din material sub formă de căldură - este răcită.

O echipă de cercetare formată cercetătorii de la Fraunhofer IOF și de la Universitatea New Mexico au studiat răcirea cu laser a sticlei de silice dopată și au realizat o dezvoltare semnificativă în lucrarea lor.

Timp de mulți ani, răcirea sticlei de silice a fost considerată imposibilă. Dar în 2019, cercetătorii de la Jena și Albuquerque au reușit să demonstreze pentru prima dată răcirea cu laser a sticlei de silice dopată cu itterbiu.

Pe atunci, răcirea atingea doar 0,7 Kelvin de la temperatura camerei. Pentru a depăși pragul de răcire anterior, a fost optimizat procesul specific de fabricare a materialului dopat precum și compoziția exactă a acestuia. Mai mult decât atât, laserele de excitație utilizate pentru măsurătorile efectuate de Universitatea din New Mexico au fost îmbunătățite în strânsă colaborare cu cercetătorii Fraunhofer IOF.

Ca urmare, cercetătorii au obținut acum o nouă răcire record: prin Radiația unei tije de silice dopată cu itterbiu de către un laser de excitație cu o putere de 97 wați și o lungime de undă de 1.032 nanometri, cercetătorii au reușit să demonstreze o reducere a temperaturii de la temperatura camerei cu 67 Kelvin în două minute.

p>Datorită acestei noi dezvoltări, în viitor pot fi dezvoltate lasere noi, extrem de stabile și amplificatoare cu zgomot redus pentru metrologie de precizie sau experimente cuantice. Mai mult, procesul optimizat poate avansa răcirea fără vibrații și, prin urmare, poate deschide noi potențiale de aplicare în analiza materialelor și diagnosticarea medicală prin criomicroscopie și spectroscopie gamma.

Potențiala utilizare a materialului în fibre este deosebit de interesantă. În viitor, noul proces ar putea fi folosit pentru a dezvolta lasere cu fibră de înaltă performanță care nu trebuie să facă față efectelor limitative ale instabilității termice.

Noul proces reprezintă un progres semnificativ în răcirea laserului și, conform considerațiilor teoretice ale experților, nu marchează încă cea mai mare reducere posibilă a temperaturii folosind lumina laser.

(Fluierul)

Inapoi