Охлаждение лазером принцип работы: Лазерное охлаждение — Ресурсный центр «Оптические и лазерные методы исследования вещества»

Опубликовано: 03.03.2023 в 17:17

Автор: admin

Содержание

Охлаждение лазерного станка — обзор от профессионала

Охлаждение лазерного станка имеет важное место в эксплуатации оборудования. В статье мы расскажем, ка копдойти к выбору охлаждающего оборудования для вашего станка.

Лазерные станки с ЧПУ отлично зарекомендовали себя как универсальное и удобное в эксплуатации средство обработки широкого спектра материалов. Благодаря высокой скорости и качеству обработки, лазерное оборудование прочно «обосновалось» в ряде производственных ниш (к примеру, в рекламной, текстильной, сувенирной, ювелирной отрасли и ряде других). Этому во многом способствует и небольшая (в сравнении с аналогичным оборудованием) цена лазерных станков с ЧПУ. А также широкая модельная линейка, наличие станков с различным размером рабочей области, величин номинальной мощности лазера и т. п.

Большое распространение получили лазерные машины с газовой смесью в качестве активной среды. Для генерации излучения в них служит смесь углекислого газа, азота и гелия. Газовые лазеры обеспечивают стабильный поток излучения в разных диапазонах изменения мощности. Это улучшает качество обработки изделий. Кроме того, удельная стоимость обработки для лазеров этого типа оказывается очень низкой, что положительно сказывается на уменьшении затрат на производство.

Однако значительным минусом газовых СО2-лазеров является высокий уровень тепловыделения в процессе работы. Причём избыточное тепло отрицательно влияет на саму лазерную трубку, существенно уменьшая её рабочий ресурс. Для продления «живучести» трубки необходимо в обязательном порядке отводить избыточное тепло. Эта задача возлагается на охлаждающую систему лазерного станка.

Что представляет собой чиллер?

Конструкция охлаждающей системы для лазерного станка очень простая. Трубка с запаянной внутри активной газовой смесью имеет двойные стенки корпуса, пространство между которыми служит для пропускания охлаждающей жидкости. Жидкость забирается специальным насосом из основной ёмкости, прокачивается сквозь лазерную трубку, а затем сливается обратно. Эта же ёмкость служит пассивным теплообменником — нагретая в трубке жидкость охлаждается при смешивании с основным объёмом воды.

Пассивная система не всегда обеспечивает должный уровень рассеивания тепла. Приходится либо добавлять холодной воды в ёмкость (рискуя внести загрязнение). Либо периодически останавливать лазерный станок для охлаждения всей массы жидкости естественным путём. Разумеется, при интенсивном производстве на станке такое недопустимо. Кроме того, чтобы соблюсти требуемые условия охлаждения, пассивная система требует наличия очень большого объёма жидкости (порядка 100 л). Это значительно повышает габариты системы и требует просторного помещения для установки лазерного станка.

Но основной проблемой является отсутствие точного контроля рабочей температуры. Если «прозевать» её превышение (а отслеживать это можно лишь визуально), перегрев жидкости может «приговорить» лазерную трубку.

Для автоматизации охлаждающих систем используются специальные устройства — чиллеры. Чиллер содержит ёмкость для охлаждающей жидкости, встроенный насос для её прокачки сквозь лазерную трубку и активную систему теплообмена (трубчатые змеевики, фреон или вентиляторы принудительной циркуляции воздуха, плюс температурные датчики с автоматическим контрольным электронным блоком). Подключив чиллер к лазерному станку, залив рабочую жидкость и выставив желаемую температуру «на выходе» (к примеру, оптимальные для лазерной трубки 19-21 °С), можно «забыть» об охлаждающей системе. Нужная температура будет поддерживаться автоматически — даже при длительной работе лазерного станка с ЧПУ на максимальной мощности!

Критерии выбора чиллера

Говоря о «профессиональном чиллере» подразумеваются модели с такими параметрами, которые позволят эффективно охлаждать лазерный станок вне зависимости от его загрузки (предполагается что при «профессиональном» использовании эта загрузка будет максимально интенсивной).

Конструкции чиллеров делятся на два типа:

с охлаждением воздухом;

с охлаждением фреоном.

В чём принципиальная разница?

В том, что воздушный чиллер не сможет охладить жидкость ниже той температуры, которая имеется в помещении! Ведь без фреона (хладагента) воздушному агрегату просто неоткуда «взять холод». Кроме того, воздушные чиллеры часто позиционируются как «начальные модели», поэтому в них могут отсутствовать важные функции (к примеру, автоматический контроль и предупреждение о превышении заданной пользователем температуры охлаждающей жидкости).

Таким образом, единственным плюсом воздушного чиллера (по сравнению с пассивной системой охлаждения лазерного станка) является снижение потребной ёмкости жидкости (до 9-10 литров). Однако рассчитывать на автоматическое поддержание температуры в широком диапазоне изменения нагрузки лазерного станка (и температуры окружающего воздуха в производственном помещении) при использовании воздушного чиллера не приходится.

Область применения воздушных чиллеров — лазерные станки с ЧПУ, оснащённые трубками мощностью не более 60 Вт. Для более мощных станков перегрев охлаждающей жидкости наступает уже после 15 мин непрерывной обработки.

Чиллер с фреоновым охлаждением

Охлаждение на фреоне позволяет ещё более снизить потребный объём охлаждающей жидкости (до 5-7 литров), при этом обеспечивая поддержание уровня заданной пользователем температуры автоматически. При использовании такого чиллера лазерный станок может работать круглосуточно — без всякого намёка на перегрев.

Чиллер подойдёт для лазерных машин с трубками мощностью до 100 Вт и более (в этом случае требуется фреоновый чиллер с большим объёмом встроенной ёмкости). Либо один фреоновый чиллер может устанавливаться для охлаждения одновременно двух станков с трубками 60 Вт и 90 Вт (или иным сочетанием). Правда в этом случае оба станка не должны работать продолжительное время на максимальной мощности.

Что заливать?

Для пассивных систем охлаждения производители лазерного оборудования рекомендуют (разрешают) использовать чистую водопроводную воду. Однако ввиду больших различий в жёсткости воды, лучше применять дистиллированную. Для любых моделей чиллеров дистиллированная вода является единственно допустимым «водяным» хладагентом!

Для заправки чиллера также можно применять антифриз. Но только если до этого чиллер и охлаждающая система лазерного станка не заправлялась обычной водой. В противном случае перед заливкой антифриза необходимо тщательно промыть систему дистиллированной водой.

Свежее:

Сферы применения лазерных станков с ЧПУ
Лазерный сварочный аппарат
Сравнение Wattsan 1610 LT и Zerder ACE 1610
Идеи бизнеса на лазерном станке Zerder дома
Новая линейка доступных станков Zerder

Получить консультацию специалиста

Оставьте свои контактные данные и наши специалисты ответят на любой интересующий вас вопрос

Имя

Телефон

Отправляя контактные данные — вы даете согласие на их обработку в целях
оказания услуг

Найден способ охлаждать материал с помощью нагревающего его лазера

Лазерное излучение обычно разогревает материал, на который направлено. Однако существует способ повернуть явление вспять и охладить вещество лазерным лучом. Обратный эффект позволит создать чувствительные датчики для акселерометров, в работе которых используются лазеры.

Елена Ли

Акселерометр — это электронное устройство для определения направления движения смартфона. Для его работы требуются датчики ускорения, массы, температуры и других параметров. В качестве датчиков все чаще используются полупроводниковые резонаторы, части которых колеблются при комнатной температуре и ниже. Лазер улавливает эти колебания, по которым можно оценить нужные параметры, но своим воздействием нагревает чувствительный элемент. Нагрев снижает производительность датчика, возникают помехи и шумы в системе.

Мы привыкли к тому, что лазерное излучение нагревает материал. Это логично: веществу передается энергия, а энергия связана с теплом. Однако если снабдить нагреваемый элемент чем-то, что может эту энергию преобразовать и удалить из системы, можно достигнуть обратного эффекта — охлаждения.

Если накормить полного человека тремя шоколадками, после которых он сможет намотать по стадиону больше кругов, чем требуется для сжигания калорий в шоколадках, он похудеет! Главное, чтобы не отпраздновал победу огромным тортом.

В 2015 году исследователи из Вашингтонского университета придумали, как охлаждать лазером жидкости до температур, ниже комнатной. Теперь та же команда преобразовала свой метод для охлаждения твердых веществ, а именно — полупроводников. В статье, опубликованной в Nature Communications, исследователи использовали инфракрасный лазер и охладили с его помощью твердый полупроводник, минимум, на 20 градусов по Цельсию.

В эксперименте нанолента из сульфида кадмия подверглась тепловым колебаниям при комнатной температуре. На конце ленты команда разместила крошечный керамический кристалл, с примесью ионов иттербия. На кристалл направили инфракрасный лазерный луч. Примеси, поглощая энергию из кристалла, заставляли его излучать синий свет. Синий свет обладает меньшей длиной волны, чем инфракрасное излучение, но большей энергией. Значит, из системы уходит больше энергии, чем поступает. Материал охлаждается.

Снижение температуры на 20 градусов по Цельсию отследили двумя способами. Нанолента из-за охлаждения стала более жесткой и колебалась с большей частотой. Синий свет по мере охлаждения становится более длинноволновым. По изменению частоты колебаний элемента и смещению спектра излучения ученые и измерили температуру поверхности.

Метод твердотельного охлаждения лазером может значительно улучшить чувствительность резонаторов, расширить их применение в бытовой электронике, лазерах и научных приборах, а также проложить пути для новых приложений, таких как фотонные схемы.

Лазерное охлаждение, объяснение в энциклопедии RP Photonics; Доплеровское охлаждение, световые силы, ионная ловушка

«> Домашний	Викторина	Руководство покупателя
Поиск	Категории	Глоссарий	Реклама

Прожектор фотоники

«> Учебники

Показать статьи A-Z

Примечание: поле поиска по ключевому слову статьи и некоторые другие функции сайта требуют Javascript, который, однако, отключен в вашем браузере.

можно найти в Руководстве покупателя RP Photonics.
Среди них:

Дополнительные сведения о поставщике см. в конце этой статьи энциклопедии или перейдите на страницу

Список поставщиков
лазерных систем охлаждения и улавливания

Вас еще нет в списке? Получите вход!

Используя наш рекламный пакет, вы можете разместить свой логотип и далее под описанием вашего продукта.

В этой статье лазерное охлаждение означает , а не , предназначенное для охлаждения лазеров (→ лазерные охлаждающие устройства), а скорее для использования диссипативных световых сил для уменьшения случайного движения и, следовательно, температуры мелких частиц, обычно атомов. или ионов.
В зависимости от используемого механизма достигаемая температура может составлять милликельвин, микрокельвин или даже нанокельвин.
Совершенно другой вид лазерного охлаждения, при котором охлаждаются макроскопические образцы, рассматривается в отдельной статье об оптическом охлаждении.

Методы лазерного охлаждения

Простая схема лазерного охлаждения — доплеровское охлаждение, при котором световые силы проявляются за счет поглощения и последующего спонтанного испускания фотонов, а скорость этих процессов зависит от скорости атома или иона из-за доплеровского сдвига.
Например, пучок атомов в вакуумной камере можно остановить и охладить встречным одночастотным лазерным лучом, оптическая частота которого предварительно выбирается несколько выше атомного резонанса, так что только самые быстрые атомы могут поглощать фотоны.
Впоследствии частота лазера снижается, так что во взаимодействии участвуют все более и более медленные атомы, и, наконец, все атомы имеют сильно уменьшенную скорость (по крайней мере, в одном измерении).
Это соответствует более низкой температуре, если предположить, что тепловое равновесие может быть восстановлено.

Доплеровское охлаждение также может быть использовано в оптической патоке со встречными пучками [3] для демпфирования движения атомов в одном-трех пространственных измерениях.

Метод доплеровского охлаждения ограничен с точки зрения достижимой температуры (→ Доплеровский предел ).
Существуют и другие методы, в первую очередь сизифово охлаждение, которые позволяют существенно снизить доплеровский предел, вплоть до гораздо более низкого предела отдачи , связанного с импульсом отдачи, связанным с поглощением или испусканием одиночного фотона.
Даже предел отдачи не окончательный: конкретно метод селективный по скорости когерентный захват населенности [5] допускает суботдачу в режиме нанокельвинов.

Другим методом является испарительное охлаждение , при котором потенциал захвата в атомной или ионной ловушке постепенно снижается, так что самые быстрые частицы могут улететь, а средняя энергия оставшихся частиц снижается.
Последующие столкновения могут восстановить тепловое равновесие, соответствующее пониженной температуре.

Приложения

Некоторыми примерами применения лазерного охлаждения являются:

спектроскопические измерения с высоким разрешением (например, для стандартов частоты в оптических часах на основе ультрахолодных ионов или атомов) путем устранения доплеровского уширения
изучает поведение ультрахолодных газов, которые могут демонстрировать интересные явления, такие как конденсация Бозе-Эйнштейна (БЭК), например
исследования и приложения в области квантовой оптики в области квантовых информационных технологий (например, квантовые вычисления)
сверхточное измерение гравитационных полей (используемое, например, в гравитационной физике или при разведке нефтяных месторождений), основанное на доплеровском смещении свободно падающих охлажденных атомов, на блоховских осцилляциях
литография холодными атомными лучами для формирования очень точно контролируемых структур

В 1997 году Нобелевская премия по физике была присуждена Стивену Чу, Клоду Коэн-Таннуджи и Уильяму Д. Филлипсу за разработку методов охлаждения и захвата атомов с помощью лазерного излучения.
Важный ранний вклад в эту область также внес Теодор В. Хенш [1], лауреат Нобелевской премии 2005 г. (за другие достижения).

Поставщики

В Руководстве покупателя RP Photonics указаны 5 поставщиков систем лазерного охлаждения и захвата. Среди них:

TOPTICA Photonics

Атомная оптика — перспективная область применения лазеров. Требуются специальные или даже индивидуальные лазеры с постоянно меняющимися требованиями в соответствии с новейшими темами научных исследований. TOPTICA является ключевым поставщиком таких лазерных систем не только для лауреатов Нобелевской премии, но и для большинства исследовательских групп по всему миру. Уже более десяти лет мы хорошо известны качеством нашей продукции, которая всегда находится на переднем крае исследований, и нашей гибкостью.

MPB Communications

Способность охлаждать, манипулировать и улавливать атомы с помощью лазерного света позволила появиться новой, быстро расширяющейся области. Исследования сосредоточены на улучшении существующих методов охлаждения для различных приложений, от атомных часов, захвата ридберговских ионов, исследований квантового вырождения, спектроскопии, атомных интерферометров, оптики, литографии и гравитационных измерений. Компания MPBC поставила мощные одночастотные рамановские усилители NIR и волоконные рамановские усилители мощностью до 4 Вт для ведущих исследовательских лабораторий по всему миру, ориентированных на ранее недоступные длины волн. Гибкость нашей технологии позволяет нам разрабатывать источники с новыми длинами волн излучения для использования в исследованиях атомной физики, где необходимость сохранения одной продольной моды и более высокой выходной мощности является обязательной.

Schäfter + Kirchhoff

Schäfter+Kirchhoff предлагает кластеры волоконно-оптических портов, представляющие собой компактные прочные оптико-механические устройства, которые объединяют два оптоволоконных источника с одинаковыми длинами волн, а затем разделяют комбинированное излучение на несколько выходных оптоволоконных кабелей с высокой эффективностью и переменной коэффициент разделения.

NKT Photonics

Лазерное охлаждение и захват — это охлаждение атомов до беспрецедентных кинетических температур, а также удержание и поддержка изолированных атомов в атомных ловушках. Этот уникальный новый уровень управления движением атомов позволяет исследователям изучать поведение атомов и квантово-механические свойства. Наши мощные лазерные системы с преобразованием частоты Koheras HARMONIK идеально подходят для резонансного лазерного охлаждения, когда требуется точная длина волны для соответствия определенному атомно-ионному переходу.

Вопросы и комментарии от пользователей

Здесь вы можете задать вопросы и комментарии. Если они будут приняты автором, они появятся над этим абзацем вместе с ответом автора. Автор принимает решение о принятии на основе определенных критериев. По существу, вопрос должен представлять достаточно широкий интерес.

Пожалуйста, не вводите здесь личные данные; в противном случае мы бы удалили его в ближайшее время. (См. также нашу декларацию о конфиденциальности.) Если вы хотите получить личную обратную связь или консультацию от автора, свяжитесь с ним, например. по электронной почте.

Ваш вопрос или комментарий:

Проверка на спам:

(Пожалуйста, введите сумму тринадцати и трех в виде цифр!)

Отправляя информацию, вы даете свое согласие на возможную публикацию ваших материалов на нашем веб-сайте в соответствии с нашими правилами. (Если вы позже отзовете свое согласие, мы удалим эти материалы.) Поскольку ваши материалы сначала просматриваются автором, они могут быть опубликованы с некоторой задержкой.

Библиография

-5

[1]	Т. В. Хенш, А. Л. Шавлов, «Охлаждение газов лазерным излучением», Опт. коммун. 13, 68 (1975), doi:10.1016/0030-4018(75)
[2]	Д. Дж. Вайнланд, В. М. Итано, “Лазерное охлаждение атомов”, Phys. Rev. A 20 (4), 1521 (1979), doi:10.1103/PhysRevA.20.1521
[3]	S. Chu et al. , “Трехмерное вязкое удержание и охлаждение атомов давлением резонансного излучения”, Phys. Преподобный Летт. 55 (1), 48 (1985), doi:10.1103/PhysRevLett.55.48
[4]	S. Stenholm, “Квазиклассическая теория лазерного охлаждения”, Rev. Mod. физ. 58, 699 (1986), doi:10.1103/RevModPhys.58.699
[5]	A. Aspect et al. , “Лазерное охлаждение ниже энергии однофотонной отдачи с помощью селективного по скорости когерентного захвата населенностей”, Phys. Преподобный Летт. 61 (7), 826 (1988), doi: 10.1103/PhysRevLett.61.826
[6]	PD Lett и др. , «Оптическая патока», J. Opt. соц. Являюсь. B 6 (11), 2084 (1989), doi:10.1364/JOSAB.6.002084
[7]	F. Diedrich et al. , “Лазерное охлаждение до нулевой точки энергии”, Phys. Преподобный Летт. 62 (4), 403 (1989), doi: 10.1103/PhysRevLett.62.403
[8]	Дж. Далибард и К. Коэн-Таннуджи, «Лазерное охлаждение ниже доплеровского предела с помощью градиентов поляризации: простые теоретические модели », ж. опт. соц. Являюсь. Б 6 (11), 2023 (1989), doi:10.1364/JOSAB.6.002023
[9]	М. Касевич и С. Чу, “Лазерное охлаждение ниже фотонной отдачи с трехуровневыми атомами”, Phys. Преподобный Летт. 69 (12), 1741 (1992), doi:10.1103/PhysRevLett.69.1741
[10]	H. Katori et al. , “Магнитооптический захват и охлаждение атомов стронция до температуры отдачи фотонов”, Физ. Преподобный Летт. 82 (6), 1116 (1999), doi:10.1103/PhysRevLett.82.1116
[11]	T. Binnewies и др. , “Доплеровское охлаждение и захват запрещенных переходов”, Phys. Преподобный Летт. 87 (12), 123002 (2001), doi:10.1103/PhysRevLett.87.123002
[12]	A. Schliesser et al. , “Охлаждение радиационным давлением микромеханического генератора с использованием динамического противодействия”, Phys. Преподобный Летт. 97 (24), 243905 (2006), doi:10.1103/PhysRevLett.97.243905
[13]	У. Фогль, М. Вейц, “Лазерное охлаждение путем столкновительного перераспределения излучения”, Природа 461, 70 (2009).), doi:10.1038/nature08203
[14]	E. S. de L. Filho et al. , «Лазерное охлаждение кристалла Yb:YAG на воздухе при атмосферном давлении», Опт. Express 21 (21), 24711 (2013), doi:10.1364/OE.21.024711
[15]	MG Raizen et al. , «Магнитооптическое охлаждение атомов», Опт. лат. 39 (15), 4502 (2014), doi:10.1364/OL.39.004502
[16]	J. Knall et al. , «Лазерное охлаждение в кварцевом оптическом волокне при атмосферном давлении», Опт. лат. 45 (5), 1092 (2020), doi:10.1364/OL.384658
[17]	К. Сэвидж, «Введение в силы света, охлаждение атомов и захват атомов», http://arxiv.org/abs/atom -ph/9510004
[18]	Нобелевская премия по физике 1997 г. , https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1997/, присуждена Стивену Чу, Клоду Коэн-Таннуджи и Уильяму Д. , Филипс; см. также Нобелевские лекции С. Чу, «Манипулирование нейтральными частицами», С. Н. Коэн-Таннуджи, «Манипулирование атомами с помощью фотонов», и У. Д. Филлипс, «Лазерное охлаждение и захват нейтральных атомов»

(Предложить дополнительную литературу!)

См. также: световые силы, доплеровское охлаждение, доплеровское уширение, оптическая патока, сизифово охлаждение, оптические стандарты частоты, оптические часы, оптическое охлаждение
и др. статьи в рубриках квантовая оптика, методы

Если вы хотите разместить ссылку на эту статью на каком-либо другом ресурсе (например, на своем сайте, в социальных сетях, на дискуссионном форуме, в Википедии), вы можете получить необходимый код здесь.

HTML-ссылка на эту статью:

  
 Статья о лазерном охлаждении 
 в  rp-photonics .com/encyclopedia.html"> 
 Энциклопедия RP Photonics

С предварительным изображением (см. рамку чуть выше):

  
  alt="article">

Для Википедии, например. в разделе «==Внешние ссылки==»:

 * [https://www.rp-photonics.com/laser_cooling.html 
 статья о лазерном охлаждении в Энциклопедии RP Photonics]

Лазерное охлаждение | Лаборатория сверххолодных квантовых газов

« Немного атомной физики

Предыстория

Испарительное охлаждение »

Хотя управление внутренним состоянием атомов с помощью электромагнитных полей является чрезвычайно мощным, эти поля также могут передавать импульс, который из-за двойственности материи и волны , можно перенести на атом. Взаимодополняемость открытий де Бройля и Комптона означает, что когда атомы поглощают фотон, сохранение импульса приводит к изменению движения атома.

Величина этой скорости, ~ 6 мм/с в случае рубидия, соответствует шкале скоростей, связанных с низкими температурами, необходимыми для достижения квантово-механического режима, обсуждавшегося ранее, поэтому исследователи нашли способы манипулировать движение атомов с использованием света, первый вид перехода, обсуждавшийся ранее.

Одной из важных особенностей этих атомов является специфичность лазерных переходов — они очень точные. Необходимо использовать лазеры, длины волн которых очень хорошо контролируются, чтобы соответствовать разнице энергетических уровней между атомными состояниями. Эти энергии и длины волн настолько специфичны, что важен эффект Доплера — движущиеся атомы видят немного другие длины волн, чем покоящиеся.

Поглощение и спонтанное излучение

При лазерном охлаждении важно учитывать два процесса. Первый, поглощение, переводит атомы из основного состояния в возбужденное. Результирующее движение атома происходит в направлении первоначального импульса фотона. Второй процесс — спонтанное излучение — из-за взаимодействия с вакуумом атом релаксирует в основное состояние примерно за 30 нс. Вылетевший фотон будет двигаться в случайном направлении, придавая атому толчок импульса в противоположном направлении. Из-за случайности этого процесса в среднем суммарный импульс обоих этих процессов составляет половину отдачи импульса в направлении первоначальных фотонов. Когда происходит много таких событий поглощения-испускания, скорость атома будет стремиться к направлению поглощающих фотонов».

Эффект Доплера

Эффект Зеемана

Другой способ, которым мы можем управлять энергией переходов между различными внутренними уровнями атомов, — это магнитные поля — с помощью «эффекта Зеемана». Если мы создадим магнитное поле, имеющее градиенты — разные значения в разных точках пространства — энергия атома будет зависеть от его пространственного положения.

Замедлитель Зеемана

Чтобы наилучшим образом управлять движением атомов, мы используем как эффект Доплера, так и эффект Зеемана. Замедлитель Зеемана — это устройство, используемое во многих экспериментах для предварительного охлаждения атомного пучка в одном измерении.

Основные принципы таковы: конический соленоид сконструирован так, что магнитное поле, направленное вдоль направления соленоида, велико на одном конце (на диаграмме ниже, справа) и мало на другом (слева). ). Горячие, быстро движущиеся атомы входят в область большого поля, и лазерный луч с импульсом, противоположным движению атомов, направляется с противоположного направления. В области сильного поля энергетические уровни раздвигаются, удаляясь от резонанса со светом. Однако атомы движутся быстро, и свет, который они видят, имеет доплеровский сдвиг в сторону более высоких частот, так что он находится в резонансе в области сильного поля. Таким образом, атомы поглощают фотоны из луча и замедляются. По мере того как они замедляются и продолжают двигаться в область с более низким полем, зеемановский сдвиг уменьшается, но также уменьшается и доплеровский сдвиг. При правильной конструкции магнитных полей атомы будут оставаться в резонансе, когда они движутся вниз по соленоиду, с возможностью поглотить много фотонов по пути и значительно уменьшить их импульс. Это принцип, лежащий в основе лазерного охлаждения.

В экспериментах необходимо охлаждать все три измерения. Это достигается с помощью «магнитооптической ловушки», которая имеет магнитное поле, предназначенное для изменения во всех трех измерениях, и встречные лазерные лучи, падающие по всем трем осям. Магнитное поле (значение оранжевого цвета ниже) обычно создается парой антигельмгольцевых катушек, имеет локальный минимум и увеличивается по мере удаления от центра системы. Лазерные лучи с красной расстройкой светят со всех трех направлений таким образом, что они предпочтительно поглощаются любыми атомами, движущимися к ним, заставляя атомы возвращаться к центру системы с меньшими скоростями.