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有哪个明星做过皮秒激光

2016-12-26 11:51:36 编辑: 来源:http://www.chinazhaokao.com 成考报名 浏览:

导读: 有哪个明星做过皮秒激光(共5篇)皮秒激光的优势皮秒激光的优势优势一:色素清除率更高皮秒激光的FOCUS技术使能量聚焦,比传统调Q激光提高了20倍,能够将色素震碎成极为细小的颗粒,更方便机体对黄褐斑色素的代谢,大大提高了清除率优势二:色素清除速度更快皮秒激光治疗速度比传统调Q激光提高了90倍,瞬间将色素颗粒击碎,大大缩短了治疗时间。...

皮秒激光的优势
有哪个明星做过皮秒激光 第一篇

皮秒激光的优势

优势一:色素清除率更高

皮秒激光的FOCUS技术使能量聚焦,比传统调Q激光提高了20倍,能够将色素震碎成极为细小的颗粒,更方便机体对黄褐斑色素的代谢,大大提高了清除率

优势二:色素清除速度更快

皮秒激光治疗速度比传统调Q激光提高了90倍,瞬间将色素颗粒击碎,大大缩短了治疗时间。美肤效能热伤害副作用恢复期

优势三:不用担心反黑

给予皮秒机械光镭射快速而强大的震慑能力,对皮肤陈胜热伤害的几率大幅度降低,刺激黑色素再度活跃的(返黑)风险也相对减少。

优势四:祛斑同时启动修复机制

蜂巢瞬效透镜(FOCUS)技术在震慑黄褐斑色素的同时更将震波传至肌肤深层,启动修复机制,促进胶原蛋白的更新与增生,达到美白嫩肤除细纹的效果。

优势五:不伤害正常组织

皮秒激光755nm和532nm波长对色素的吸收峰值比普通调Q激光有很大提高,这就意味着作用到皮肤的能量低了,治疗后没有开创性伤口和真层损伤,对皮肤的伤害大大减小。

皮秒激光操作后注意事项
有哪个明星做过皮秒激光 第二篇

皮秒激光操作后注意事项:

1. 使用皮秒激光祛斑美疗之后,因皮肤受到能量的点射,因此可能会出现红肿的现象,但是这属于正常的,有时还会有些轻微的热感,不过很快就可消退。

2. 在皮秒激光祛斑后每天要擦消炎膏,伤口会慢慢结成痂,约一个星期后就会掉落,这时皮肤呈粉红色。在此过程中要注意保持清洁,并避免受到日晒,否则会影响到皮秒激光祛斑后的效果。

3. 在祛斑后若是色素尚未全部消退,你也不必担心,大概1个月左右可再进行下一次治疗。

4. 术后注意持续防晒,少食油腻辛辣的食物,保持心情愉快,不得使用美白刺激功效性产品。

5. ,术后的前3-4天,注重“修复”工作(涂抹生长因子),尽量不要碰水,使用生理盐水或者蒸馏水进行擦拭,保持治疗部位干净、清爽,并擦一些修复性药膏。

6、七天内不能蒸桑拿以及剧烈运动,七天内不能吃刺激发物性和带色素性食物如香菜、芥菜、芹菜、韭菜、菠菜、巧克力、咖啡、酱

油,禁烟酒

8. 一周后,伤口会开始结痂脱落,此时防晒是绝对不可少的步骤, 7、如有结痂不得用手抠,十天后做补水护理。 出门要擦SPF20至30的防晒霜,至少要防晒3-6个月。

9. 有任何异常状况都要找你的医师询问,千万不要擅自做主,以免出现不可挽救的局面。

皮秒镭射
有哪个明星做过皮秒激光 第三篇

PICOSURE皮秒蜂巢镭射激光,全球最顶级,最先进祛斑设备,蜂巢皮秒净斑美肤中的「法拉利」.2012年12月,获得美国FDA的权威认证,2015年9月,获得中国CFDA的权威认证. 什么是皮秒?皮秒(英语:picosecond )

1秒=1000毫秒

1毫秒=1000微秒【有哪个明星做过皮秒激光】

1微秒=1000纳秒

1纳秒=1000皮秒

1皮秒= 一万亿分之一(即10的负12次方)秒。

皮秒激光器

脉宽为皮秒的激光器,简称为皮秒激光器。

特性:

紫翠宝石激光;

755nm波长;

550-750皮秒脉宽;

蜂巢瞬效透镜阵列;

70%镭射能量汇集聚焦,10%疾速机械震波作用。

皮秒激光的好处

那么激光脉冲做到这么短有什么好处呢?

根据1983年美国著名学者Rox Anderson和John Parrish提出的“选择性光热解作用原理”(Selective Photothermolysis),激光的作用时间越短,靶组织内所吸收积聚的激光能量就越不容易向周围组织扩散,能量被程度地局限在需要治疗的靶目标内,保护了周围正常组织,从而治疗的选择性就越强。在皮秒激光脉宽的超短脉宽下,光能来不及转换为热能,几乎不产生光热效应,而被靶目标吸收后其体积发生极速膨胀,产生光机械效应被爆破而撕裂成碎片,选择性更强,可以使色素性皮损在更短的治疗次数下,产生更强的疗效。一句话总结,“皮秒激光对色素颗粒击碎更为彻底,而对周围组织的损伤更小。

PICOSURE蜂巢镭射激光作用原理

PicoSure雷射激光是采用755波長激光并搭配蜂巢瞬效透鏡(Focus)將70%雷射能量汇集聚焦,每发雷射光提供皮肤组织10%的高效震荡波作用,震碎表皮层的黑色素細胞,同時更将震荡波传导至深层真皮层,启动修复生長因子,促进胶原蛋白和弹性纤维的更新与增生,加速皮肤的新陈代谢,使黑色素加速代谢排出体外,从而从根源上解决深层色素问题。

PICOSURE蜂巢镭射激光适应症

● 去除纹身;

●各类色斑,如:黄褐斑、雀斑、老年斑、晒斑、高原斑等;

●色素性病变;

●紧肤除皱;

●凹陷性疤痕;

●美白嫩肤

PICOSURE蜂巢镭射激光优势

1、万亿分之一秒的疾速机械震波可减少雷射治疗次数;

皮秒镭射激光picosure利用短脉冲输出的方式,快速和强大的能量更精细的粉碎皮肤内的色素,然后通过淋巴快速排出体外,一次治疗相当于其他治疗仪器3次的效果。

2、治疗后不易红肿,无恢复期;

3、降低反黑、副作用风险;【有哪个明星做过皮秒激光】

机械光镭射的疾速震波时间优于一般雷射7倍快速,对皮肤产生热伤害的机率大幅度地降低,刺激黑色素的增生(反黑)风险也减少

4.对皮肤紧实、除斑、亮白等有优异的效果;

突破传统雷射限制,蜂巢瞬效透镜,利用疾速震波扫除黑色素,刺激胶原蛋白增生,由内到外肌肤彻底更新 。

5.可以除去难治的黄褐斑(肝斑)和刺青;

专一性越高,去除黑色素的效果越明显,清除率高,可缩短治疗次数,皮肤安全性也越高。 爱美的您相信通过阅读以上内容,已经对皮秒镭射这台全效美肤仪器已经有所了解,如果您还想了解关于皮秒镭射更多知识,建议直接免费咨询在线专家,为您提供专业的解答。引进原版美肤专利技术,汇集权威皮肤专家,集结全球美肤联合科技,为为顾客快速解决肌肤烦恼、滋养皮肤,让肌肤重现细致、白皙、无瑕、紧致光彩!

皮秒激光器国内外发展现状与趋势
有哪个明星做过皮秒激光 第四篇

【有哪个明星做过皮秒激光】

皮秒激光器国内外发展现状与趋势:

【有哪个明星做过皮秒激光】

国内外发展现状与趋势:

大功率皮秒激光器集成了光学设计、光学冷加工、激光技术、光学检测、自动控制、结构设计、复杂装校、计算机技术、数字通信技术等多学科的技术于一体,具有设计复杂、工程量和难度较大,但应用面广,产值高的特点,其核心技术目前仅有美国、德国、奥地利、立陶宛等少数几个国家所掌握。

国内有一些跟踪技术的研制单位,如北京大学,北京工业大学,天津大学和中科院物理所等单位,国内高重复频率皮秒激光器实验室最高指标:单脉冲在1mJ以下,重频在1-2kHz,平均功率为1W。

国外全固态高重频皮秒激光器已有多家公司有产品推出,如表1所示。各家产品的典型图片如图3~图7。

表1. 皮秒激光器国外生产厂家生产的产品最好指标和技术参数

制造企业 PHOTONICS

(美国) ALPHALAS.INC

(德国) HighQ LASER

(奥地利) QUANTRONIX

(美国) PASSAT

(加拿大) EKSPLA

(立陶宛)

型号 RG30-1064/ RG30-532 Picopower-10IR/Picopower-5GIR picoREGEN IC-532-800 SR Zeus series COMPILER 532 PL2210B

波长 1064/532nm 1064/532nm 532nm 1064/1053 532/527nm 532nm 1064nm

脉宽 10 to 15 ps 15 ps 12ps 15ps 15ps 90ps

重复频率 1~100KHz 0~1KHz 0~2KHz 1KHz 1KHz 1KHz

单脉冲能量 1mJ@2kHz,532nm 3mJ/1.5mJ 0.5mJ 1mJ 1mJ 2.5mJ

可见,除Photonics皮秒激光器体积略小外(191×127×600mm),其它各家都是体积庞大(550x860x600mm左右);结构设计方面,除除Photonics皮秒激光器采用工业化密封设计外,其余各家都是只做了简单的防尘,完全是科研激光器的设计理念,根本没有外场应用的可能;而在技术指标上,除立陶宛外比较宽外(90ps),其他各家都在10~15ps之间;绿光输出的单脉冲能量脉冲宽度基本都在1mj左右;重频方面,Photonics可达到100kHz,遥遥领先,其他各家只能达到1~2kHz。

综上所述,可知皮秒激光器国际上目前多数还是满足科研应用水平,但已有个别厂家有了工业化、小型化的设计样机出现。

可见,大功率皮秒激光器国内外的发展趋势为:重复频率更高、单脉冲能量更大、体积更小的方向发展。

【有哪个明星做过皮秒激光】

我们国科激光的特色是:

独特的多程放大技术,可实现放大程数的灵活可变调节。

另外,多程放大同比再生,技术实现起来更容易,更可靠。

机构比较小巧,设计考虑到了密封性和抗震动性,可以应用于工业加工常规环境。 对应激光加工我们可以实现高重频,高能量,接近光学冷加工的要求。

有一批专业的售后服务人员,服务体系完善,及时。

价格比较国外厂家十分的优惠。

“超短脉冲,高能量,结构稳定,可靠性强,价格实惠,服务完善”。

GK皮秒激光器系统指标:

Amberpico-C系列皮秒激光器性能指标(种子源)

波长 1064nm

型号 Amberpico-C-500 Amberpico-C-1000 Amberpico-C-2000 Amberpico-C-3000

平均功率 500mw 1000mw 2000mw 3000mw

脉冲能量 5nJ 10nJ 20nJ 30nJ

通用参数

重复频率 100MHz 偏振方向 水平(或其它)

脉冲宽度 <10ps 光斑直径(1/e2) <1mm(在输出端)

光束模式 TEM00 发散角 <5mrad

质量因子 <1.5 椭圆度 <10%

长期稳定性 3%RMS 指向稳定性 <50urad

制冷方式 风冷 寿命(泵浦LD) 10000h

激光头尺寸 400×300×200

(mm) 控制器尺寸 200×100×100

(mm)

工作温度 10°C-35°C(不结露)

注:其它重复频率可订制。

Amberpico-CA系列皮秒激光器性能指标(种子加放大)

波长 1064nm

型号 Amberpico-CA-10 Amberpico-CA-20 Amberpico-CA-50

平均功率 10w 20w 50w

脉冲能量 0.1uJ 0.2uJ 0.5uJ

通用参数

重复频率 100MHz 偏振方向 水平(或其它)

脉冲宽度 <10ps 光斑直径(1/e2) <1mm(在输出端)

光束模式 TEM00 发散角 <5mrad

质量因子 <1.5 椭圆度 <10%

长期稳定性 3%RMS 指向稳定性 <50urad

制冷方式 风冷 寿命(泵浦LD) 10000h

激光头尺寸 800×600×300

(mm) 控制器尺寸 300×200×150

(mm)

工作温度 10°C-35°C(不结露)

注:其它重复频率可订制。

其它波长(如:532nm,355nm)指标可根据基频指标定制。

Amberpico-Q系列皮秒激光器性能指标(选单放大)

波长 1064nm

型号 Amberpico-Q-1 Amberpico-Q-2 Amberpico-Q-5 Amberpico-Q-10 Amberpico-Q-50 Amberpico-Q-100

重复频率 1KHz 2KHz 5KHz 10KHz 50KHz 100KHz

平均功率 3w 6w 10w 10w 50w 100w

脉冲能量 3mJ 3mJ 2mJ 1mJ 1mJ 1mJ

光斑直径(1/e2) <2mm <2mm <3mm <3mm <8mm <8mm

通用参数

脉冲宽度 <10ps 偏振方向 水平(或其它)

光束模式 TEM00 发散角 <5mrad

质量因子 <1.5 椭圆度 <10%

长期稳定性 5%RMS 指向稳定性 <50urad

制冷方式 水冷 寿命(泵浦LD) 10000h

激光头尺寸 1000×900×400

(mm) 控制器尺寸 300×200×150

(mm)

工作温度 10°C-35°C(不结露)

注:其它波长(如:532nm,355nm)指标可根据基频指标定制。

Amberpico-S系列皮秒激光器性能指标(灯泵浦)

波长 1064nm

型号 Amberpico-S-20 Amberpico-S-50 Amberpico-S-100 Amberpico-S-200 平均功率 0.2w 0.5w 1w 2w

脉冲能量 20mJ 50mJ 100mJ 200mJ

通用参数

重复频率 1-10Hz 偏振方向 水平(或其它)

脉冲宽度 20-100ps 光斑直径(1/e2) <8mm(在输出端)

光束模式 TEM00 发散角 <1mrad

质量因子 <1.5 椭圆度 <10%

长期稳定性 5%RMS 指向稳定性 <50urad

制冷方式 水冷 寿命(灯) 100h

激光头尺寸 (mm) 控制器尺寸 (mm)

注:其它波长(如:532nm,355nm)指标可根据基频指标定制。

研究皮秒激光器的意义:

脉冲宽度达到ps量级的激光被称为超短脉冲。

超短脉冲技术是物理学、化学、生物学、光电子学,以及激光光谱学等学科对微观世界进行研究和揭示新的超快过程的重要手段。

在生命科学领域,超短脉冲激光可以用于矫正视力、检测和精确切除癌症、脑外科手术、治疗动脉瘤、心脏手术、美容、治疗烧伤;

【有哪个明星做过皮秒激光】

在生产制造行业,超短脉冲激光能够有效地帮助大规模且低成本制造复合材料,让军用飞机的生产技术应用于汽车生产,甚至房屋和办公楼的建设。

激光微细加工应用的需求,促使脉宽与光电子驰豫时间、跃迁时间相似并短至足够冷融的皮秒激光具有巨大的发展前景。皮秒激光器与飞秒激光器相比,结构简单,不必为放大而伸展或压缩脉冲,这就使得皮秒激光更为有效,更为可信。

我们国科激光的特色和技术优势:

1.独特的多程放大技术,可实现放大程数的灵活可变调节。

另外,多程放大同比再生,技术实现起来更容易,更可靠。

2.机构比较小巧,设计考虑到了密封性和抗震动性,可以应用于工业 加工常规环境。

3.对应激光加工我们可以实现高重频,高能量,

实现高效率,接近光学冷加工的要求。

4.有一批专业的售后服务人员,服务体系完善,及时。

5.价格比较国外厂家十分的优惠。

“超短脉冲,高能量,结构稳定,可靠性强,价格实惠,服务完善”。

皮秒激光器的原理及应用
有哪个明星做过皮秒激光 第五篇

皮秒激光器的原理及应用

 技术对国民经济及社会发展的重要作用:激光技术是二十世纪与原子能、半导体及计算机齐名的四项重大发明之一。随着激光技术的不断发展,激光应用已经渗透到科研、产业的各个方面,在汽车制造、航空航天、钢铁、金属加工、冶金、太阳能以及医疗设备等领域都起到重要作用。激光产业在我国发展了五十多年,已经与多个学科形成了不同类型技术应用,比如光电技术,激光医疗与生物光子学、激光加工技术、激光检测与计量技术、激光全息技术、激光光谱分析技术、非线性光学、超快激光学、激光化学、量子光学、激光雷达、激光制导、激光分离同位素、激光可控核聚变、激光武器等。

激光器及其配件在激光产业的整个产业链中占有非常重要的地位,属于技术和专业性都很强的产业。

激光通信、激光存储和激光显示主要应用在信息领域。激光加工(包括激光切割、激光焊接、激光打标、激光钻孔等)和激光医疗则在医学和工业上应用广泛。

超短激光脉冲的激光切除的优点在很多应用中得到了证实,直到最近也没有在工厂的地板上发现这些应用的工业副产物。在工业应用中,除去质量因素以外,可重复生产性和每个零件的成本也是很重要的标准。

激光系统的可靠性当然和所使用的激光技术直接联系在一起。每个零部件的成本基本上和超短激光脉冲的重复频率直接联系在一起。高附加值,高重复率的生产力,可靠的技术等所有这些要求仅仅在最近通过二极管泵浦的皮秒激光器才完成。

皮秒激光器在大规模生产中的第一次应用在The Photonics West2005上被报道。20ps脉冲持续时间的1μJ的脉冲被聚焦到薄的钢箔上,在脉冲光束的方向上一系列同心环被去除。不同的同心圆环形成一个园盘,去除材料的不同圆盘形成一个锥形孔,这个孔在专业的高质量的打印头中作为注入墨水的喷嘴。在过去几年中,绝大多数超快激光器制造商集中精力在飞秒激光器的开发上。这些激光器需要一种复杂的CPA技术来保持峰值功率密度在某一个损伤阈值下的放大阶跃内。用这种方式,可以产生mJ水平的脉冲能量,但是重复率被限制在几KHZ。比较而言几百μJ的高脉冲能量对厚材料的钻孔或切割是有利的。柴油机的注入喷嘴的钻孔就是一个例子,这里1mm厚的钢板材料不得不被精密的打孔以致不需要进一步的清洁处理。

LUMERALASER为了这个应用开发了皮秒激光器STACCATO。因为它的脉冲时间在皮秒范围内,STACCATO激光系统不需要CPA技术。激光工作物质Nd:YVO4允许用激光二极管直接泵浦,使其具有高的脉冲能量和高的重复频率。STACCATO激光系统在10ps的脉冲持续时间内在1064nm时输出10W的平均功率,它的激光束接近衍射极限,能被很理想的聚焦。

 与飞秒激光器相比,达到100KHZ的非常高的重复频率保证了高的生产率。在紫外光谱区域许多材料有比较高的线形吸收系数,对材料的去除来说这是非常有利的。从STACCATO发出的红外激光辐射因为其非常高的峰值功率密度能够被转化成更短的激

光波长532nm,355nm和266nm。当由STACCATO激光器产生的100μJ的光脉冲打到材料上时冷切除被触发,但是快速扩散的等离子体仍然可能导致材料的热效应。因此对一个好的结果而言,不但超短激光脉冲的产生是重要的而且适当的工艺技术也是重要的。据证明像开孔这样的工艺对微机械加工结果而言不但适当的加工策略是重要的,而且偏振控制,适当的使用辅助气体和真空喷嘴也很重要。热引起的裂纹,液化点可以通过使用适当的加工策略避免。图2左右分别为在钢铁和陶瓷上用皮秒激光器加工的孔在材料去除时伴随着高脉冲能量的强等离子体的形成引起了一个问题,即市场上能获得的超快激光器是否为精密的表面加工而设计得理想。下面的考虑涉及到超快激光器对靠近表面的材料的精密去除的理想的参数。

在许多实验中一般的经验表明,如果在合理的的去除速率条件下最好的精度可以通过功率密度选择在5-10倍的阈值超短激光脉冲获得。对金属而言,这意味着10PS的脉冲的能量密度应该为1J/cm2。如果微机械加工的激光束被聚焦成典型的直径10μm的光斑,那么最佳的脉冲能量应该为1μJ。在这种情况下每个激光脉冲熔化的材料厚度的典型值为10-100nm,等离子的形成是最小的,质量是很好的,可以加工出来0.1μm精度的微结构。

STACCATO皮秒激光器的100个脉冲处理后,材料按照定义的方式被去除,以致激光束的轮廓被映射到材料上。有希望的实际应用是为机械,化学,液体设计的金属部件的表面加工。皮秒激光器激光加工可以进行几乎所有高生产率的结构加工。结构是通过STACCATO激光器在50KHZ,将532nm的光辐射聚焦到直径为25μm的一个点上加工出来的。涡轮叶片表面的适当设计的结构能非常显著地减小摩檫力,燃料消耗和环境损坏。

作为上述内容的总结,表面加工激光器应该有皮秒级的脉冲持续时间,几μJ的中等脉冲能量和非常高的重复率。这样的激光器最近由LUMERA投入市场,这款激光器名为RAPID。因为相对简单的设计,使RAPID这款激光器具有尺寸小的,结构紧凑的特点,它由皮秒激光振荡器,放大器和非常快的Pockels核组成,以致它能提供高达500KHZ的重复率。超快激光器的微机械加工要求各种加工参数。RAPID的重复率可以从外部进行控制。单脉冲工作,突发模式或任何外部定义的脉冲序列都可以通过TTL脉冲来触发。这致使各种加工策略成为可能,并能提供光束路径的控制。光束束斑质量非常好,而且很稳定,在各种重复率的不同环境下几乎没有任何影响,这些特点是非常显著的。RAPID的激光束几乎接近衍射极限因此表现出良好的可聚焦性。它的脉冲持续时间大约为10ps,脉冲能量即使在高的重复率和转换成532nm,355nm,266nm的条件下也是足够超过去除金属的阈值能量的。脉冲与脉冲的能量变化小于1%rms。

RAPID激光器的技术设计中,其输出激光参数、可控性能等指标表明该激光器是金属表面加工的理想工具,如金属表面打孔,存储器的修补,以及在半导体工业中的打标等。

2μm激光器及其应用

 2um器的研究近来成为热门的课题之一,因为其在医疗等领域应用前景广阔。 人体组织中水的比例大约占70%,因而组织对光的吸收情况与水相似。水在中红外波段有两个强的吸收谱带,分别为2.5~4.0μm和5.6~10μm。因此,当激光与人体组织相互作用时,水对所用激光吸收系数的大小就决定了激光在组织中的穿透深度、损伤区域以及手术精度等。

Nd:YAG激光器的波长为1.06μm,可以用石英光纤传输,在医疗方面有不少应用。但是,由于水对它的吸收仅为0.1cm-1,在有些外科手术中,它的穿透深度较深,损伤区域较大,手术精度不高,因此不宜使用。Er:YAG激光波长为2.94μm,水对它的吸收为3000cm-1,属水的强吸收波段。对医疗应用来说,铒激光器是一个十分理想的光源,然而令人遗憾的是:铒激光不能用石英光纤传输,能够传输铒激光的非石英光纤容易断裂,防碍其临床应用。

Ho:YAG激光波长为2.1μm,位于水较强吸收谱线。水对其吸收约为25cm-1,是水对Nd:YAG激光吸收的250倍。显然,水对Ho:YAG激光的强吸收使其可以在大部分软组织和硬组织中产生浅的穿透深度、高的手术精度和独特的凝血作用,大大限制了损伤区域。在未来几年中,它将逐步取代Nd:YAG激光器。虽然水对钬激光的吸收只是水对铒激光吸收的一百二十分之一,然而钬激光能用低OH-的石英光纤传输,这就使钬激光能有效地工作在气体和液体环境中,为医生切除软骨和其它硬组织提供精确的途径,使钬激光成为现有激光内窥镜系统中最适宜的光源[37]。钬激光在软组织中的外科手术精度与CO2激光相比较,可能略低于CO2激光的手术精度,然而它能为大部分组织提供更好的凝血功能。除此之外,二者之间的最大区别是CO2激光不能用石英光纤传输,只能借助于笨重的关节臂来导光,十分不便;而能用光纤传输的脉冲钬激光则是切除和烧蚀软骨以及其它硬的钙化的组织的有效工具。因此有人称钬激光对于CO2激光来说具有挑战性,在某些手术中钬激光具有取代CO2激光的潜力。

由于人体其它部分组织也都含有大量的水分,由此可以推出,人体组织对2.1μm的钬激光均有强烈的吸收作用,这一特点使得钬激光器在医学上有着广阔的应用前景。

激光制冷的发展、应用及其它制冷技术

 制冷技术在促进国民经济建设以及推动科学技术发展中具有极其重要的作用,在农业方面,如在水果蔬菜产区,储存水果蔬菜即需要大量的冷库寻找和开发更优越的低温制冷技术一直是农产品储藏领域的研究热点。

随着科技的进步和人们生活水平的不断提高,与国计民生息息相关的制冷空调行业也面临着新的机遇和挑战,传统的制冷方式也逐渐暴露出其缺点和不足,尤其是限制破坏臭氧层物质和温室效应气体相关协定的出台,对蒸汽压缩式制冷方式提出了严峻的考验。

不管是超导还是BEC,超低温都是其必不可少的条件。从热力学开创至发展以来。绝对零度一直是一个可望而不可及的温度,尽管我们不可达到,但我们都试图去接近它。不仅是在热力学,在其他领域,绝对零度都是一个很值得去深究的问题。我们通过一些超低温实验来验证或者发现某些规律。而激光制冷具有无振动、无噪声、无电磁辐射、体积小、重量轻、可靠性高、寿命长、环保等优点,是我们努力研究的制冷方向,是通向超低温领域的一个必不可少的途径。

一、激光制冷原理

激光制冷原理有两种:多普勒制冷技术和反斯托克斯荧光制冷技术。

1.温度是表示物体冷热程度的物理量,微观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度。众所周知,我们周围的一切分子和原子都在进行着永不停息的无规则的热运动。而我们制冷的实质就是降低这些分子或原子的总体上的热运动的剧烈程度。

激光制冷中的一个很重要的技术就是多普勒冷却技术,多普勒冷却技术的原理就是通过激光发出光子来阻碍原子的热运动,而这个阻碍过程则是通过减小原子的动量来实现的。那么,激光究竟是如何来减小这些原子的动量呢?

 首先,量子力学提出,原子只能吸收特定频率的光子,从而改变其动量。多普勒

效应指出,波在波源移向观察者时频率变高,而在波源远离观察者时频率变低。当观察者移动时也能得到同样的结论。同样,对于原子也是如此,当原子的运动方向与光子运动相反时,则此光子的频率将增大,而当原子运动方向于此光子运动方向相同时,则此光子频率将减小。然后的话,另一个物理学原理就是光虽然没有静质量,但其具有动量。那么综合以上几个个物理学特性,我们就能构建出激光冷却的简单模型。

激光器的频率在一定范围内是可调的,而把激光器的频率调至略低于某原子的可以吸收的频率时,就会有意想不到的结果。当用这样一束光照射某一特定的原子时,就会发生这样的情况。如果原子是向着激光束运动时,由于光的多普勒效应,则光子的频率增加,而原来激光光子的频率刚好是略小于原子的可吸收的频率,则此时由于多普勒效应则刚好被原子吸收。而这一吸收表现为动量改变。因为光子的运动方向与原子的运动方向相反,则在光子与原子碰撞之后,原子跃迁到激发态,并且动量减小,故动能也随之减小。而对于其他运动方向的原子,则其对应的光子的频率不会增加,所以不能吸收激光束中的光子,所以也不会有动量增加这一现象的发生,相对于动能来讲也是一样。当我们用多束激光从不同角度来照射原子,则在不同运动方向上的原子的动量都会减小,从而动能减小。而由于在激光只减小原子的动量,所以在此过程持续一段时间后,大多数的原子的动量就会达到一个很低的水准,从而达到制冷的目的。

但此技术所应用的范围大多是用于原子冷却,而对于分子,这种方法很难将其冷却到超低温。但超冷分子比超冷原子的意义更大,因为其属性更为复杂。目前,冷却分子

的方法是将超冷碱原子结合在一起,产生双碱分子。不久之前,耶鲁大学就曾经将氟化锶(SrF)冷却到几百微开。

 2.另一种激光制冷也称反斯托克斯荧光制冷(AntistokesFluorescentCooling),是正

在发展的新概念的制冷方法其基本原理是反斯托克斯效应,利用散射与入射光子的能量差实现制冷。反斯托克斯效应是一种特殊的散射效应,其散射荧光光子波长比入射光子波长短因此,散射荧光光子能量高于入射光子能量,其过程可简单理解为:用低能量激光光子激发发光介质,发光介质散射出高能量的光子,将发光介质中的原有能量带出介质而制冷。与传统制冷方式相比,激光起到了提供制冷动力的作用,而散射出的反斯托克斯荧光则是热量载体。

由于制冷材料对泵浦光的吸收有限,激光冷却材料一般含有杂质离子如

Cu2+Co2+Cr3+,杂质中心会导致荧光猝灭和非辐射的多声子驰豫振荡和竞争,从而导致制冷效率降低,当前试验效率均不高于3%

目前国内外研究主要集中在:

①进一步深化理论研究,寻找更适合能级结构的原子离子或其他基团,作为制冷元件的荧光中心,以提高制冷循环的制冷量和制冷系数;

②优化光路设计,提高激光利用率;

③提高介质纯度,减少杂质引起的制冷消耗;

④改进系统设计,提高系统绝热系数,优化系统整体结构。

 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。


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