固体材料反斯托克斯荧光制冷的理论研究及其最新进展.pdf

第 卷 第 期 物 理 学 进 展 ! ! # $%’!(%’# ! ! ! ! ! 年 月 ! !)) * +,-.,/001( +230140 567’!)) ! 文章编号! # #)))8)9:!!)))#8)):*8! 固体材料反斯托克斯荧光制冷的理论研究 及其最新进展 孙海生!印建平 #华东师范大学物理系!光谱学与波谱学教育部重点实验室!上海 $ !)))! 摘 要! 本文首先回顾了反斯托克斯荧光制冷的历史发展!简单讨论了激光制冷的循环过程 ! ! 及其制冷条件(其次!概述了反斯托克斯 散射%反斯托克斯荧光制冷的热力学理论和热力学 ,6L6@ 限制!重点介绍了适用于各种制冷材料#如稀土离子掺杂玻璃%半导体和晶体等$反斯托克斯荧光 制冷研究的理论模型!并简单讨论了激光制冷实验中各种测量温度变化的实验方法及其基本原 理)最后!就反斯托克斯荧光制冷的一种最新应用及其前景进行了简单介绍与展望) 关键词! 反斯托克斯荧光制冷(固体荧光材料(激光冷却 中图分类号! ( ( 文献标识码! -:;!’* -:;!’! -:;!’*# K !!! ) 引言 ! 当介质辐射反斯托克斯荧光时!出射光子的能量大于吸收光子的能量!增加的能量来自于 对介质中声子的吸收!因而导致介质温度的下降!这一现象称为反斯托克斯荧光制冷)由于入 射泵浦光通常采用的是激光!故上述反斯托克斯荧光制冷也称为激光制冷)作为全新的制冷 技术!固体材料激光制冷技术具有体积小%重量轻%无电磁辐射%无振动%无噪声%工作寿命长等 优点!因而在电脑芯片制冷%光电探测器制冷%传感器制冷等领域中有着广阔的应用前景) 早在 年! 首先提出了利用反斯托克斯 散射技术实现荧光材料激 #J!J +7R@ B?ERL ,6L6@ T 光制冷的思想)此后!人们就气体%有机染料和固体材料等进行了激光制冷的理论分析与实验 研究!但由于荧光材料效率及实验条件的限制!其发展非常缓慢)直到 年 等人 #JJ9 / BCER@ M 采用掺杂 *I #镱离子$重金属氟化物玻璃# $获得激光冷却温度降低 #即 3[ dQaK(+ )’*\ * +