石英玻璃激光冷却幅度创纪录

    人们通常将激光与材料加热联系在一起，如切割、钻孔、焊接，在金属或石制物体上进行精确加工。但在特定情况下，也可以通过激光辐射冷却材料，如气体的多普勒冷却。然而，激光辐射也能使固体冷却。

    通过所谓的反斯托克斯荧光冷却，这种冷热相悖的效应成为可能。在该过程中，通过激光辐射激发一种特殊的高纯度材料，由于激光和材料发出的辐射（即荧光）之间存在能量差异，激光会以热的形式从材料中吸取能量，于是材料被冷却。

    多年来，激光冷却石英玻璃被认为是不可能的。但在2019年，来自德国和美国的一个联合研究团队首次证明了掺镱（Yb）石英玻璃可以通过激光冷却。当时，只能从室温冷却0.7开尔文。为了超越先前的冷却限值，他们优化了掺杂材料的制备工艺。

    结果，研究团队实现了一种新的破纪录的冷却：通过功率为97瓦、波长为1032纳米的激光辐射掺镱石英棒，使温度从室温降低了67开尔文。

    这一新进展有助于未来开发出极稳定的激光器和低噪声放大器，用于精密测量或量子实验。此外，优化工艺还可以推进无振动冷却，借助低温显微镜和伽马能谱，在材料分析和医疗诊断中发挥作用。

    （《科技日报》3.26 张佳欣）