Yb<sup>3+</sup>:LuLiF<sub>4</sub>晶体激光制冷的热负载管理

罗昊; 钟标; 雷永清; 石艳玲; 印建平

doi:10.3788/IRLA201847.1206005

Yb³⁺:LuLiF₄晶体激光制冷的热负载管理

doi: 10.3788/IRLA201847.1206005

1.
华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室,上海 200062;
2.
华东师范大学信息科技技术学院,上海 200062

基金项目:

国家自然科学基金（10904037）;国家自然科学基金青年科学基金（61405168，11604100）;中国博士后科学基金特别资助（2016T90346）

详细信息

作者简介:
罗昊(1988-),男,硕士生,主要从事晶体材料激光制冷实验研究。Email:rohaox@outlook.com

中图分类号: O437.3

Thermal load management of laser cooling of Yb³⁺:LuLiF₄ crystal

1.
State Key Laboratory of Precision Spectroscopy,East China Normal University,Shanghai 200062,China;
2.
School of Information Science Technology,East China Normal University,Shanghai 200062,China

摘要: 为了研究Yb3+：LuLiF4晶体在反Stokes荧光制冷过程中的热负载管理机制，开展了在常压（1.0105 Pa）和高真空（2.510-3 Pa）状态下的激光制冷实验。掺杂浓度为5 mol%的样品由两根光纤支撑，被放置在真空状态不同的腔体内。利用波长1 020 nm，功率3 W的激光激发样品。在常压下，样品温度相对室温下降了△T12 K；在高真空下，△T26 K。对于常压状态，空气热对流负载约11.23 mW，光纤热传导负载约0.03 mW，腔体热辐射负载约4.8 mW。对于高真空状态，空气热对流负载约0.03 mW，光纤热传导负载约0.07 mW，腔体热辐射负载约10.4 mW。实验结果表明，当腔体压强由-105 Pa降至-10-3 Pa时，空气热对流负载几乎忽略不计，而腔体热辐射负载则成为作用在制冷样品上最主要的热负载。
- 反Stokes荧光制冷 /
- 热负载 /
- 热对流 /
- 热传导 /
- 热辐射
Abstract: In order to study the thermal load management mechanism of Yb3+:LuLiF4 crystal in anti-Stokes fluorescence process, laser cooling experiment based on standard pressure (1.0105 Pa) and high vacuum(2.510-3 Pa) states were carried out. The 5 mol% doped sample was supported by two optical fibers, and was placed in chamber with different vacuum states. The sample was excited via a 1 020 nm, 3 W laser. A temperature drop from room temperature of the sample was about △T12 K under standard pressure, and △T26 K under high vacuum. As for standard pressure state, thermal convection load of air was about 11.23 mW, thermal conduction load of the fibers was about 0.03 mW, thermal radiation load of the chamber was about 4.8 mW. As for high vacuum state, convection load of air was about 0.03 mW, conduction load of the fibers was about 0.07 mW, radiation load of the chamber was about 10.4 mW. As experimental results show, with the decrease of the pressure of the chamber from -105 Pa to -103 Pa, convection load of air is almost negligible, radiation load of the chamber becomes the most important thermal load of the refrigeration sample.
- anti-Stokes fluorescent cooling /
- thermal load /
- thermal convection /
- thermal conduction /
- thermal radiation

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Yb³⁺:LuLiF₄晶体激光制冷的热负载管理

doi: 10.3788/IRLA201847.1206005

作者简介:
罗昊(1988-),男,硕士生,主要从事晶体材料激光制冷实验研究。Email:rohaox@outlook.com

Thermal load management of laser cooling of Yb³⁺:LuLiF₄ crystal

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Yb³⁺:LuLiF₄晶体激光制冷的热负载管理

doi: 10.3788/IRLA201847.1206005

1. 华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室,上海 200062;

2. 华东师范大学信息科技技术学院,上海 200062

作者简介:
罗昊(1988-),男,硕士生,主要从事晶体材料激光制冷实验研究。Email:rohaox@outlook.com

English Abstract

Thermal load management of laser cooling of Yb³⁺:LuLiF₄ crystal

1. State Key Laboratory of Precision Spectroscopy,East China Normal University,Shanghai 200062,China;

2. School of Information Science Technology,East China Normal University,Shanghai 200062,China

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Yb3+:LuLiF4晶体激光制冷的热负载管理

doi: 10.3788/IRLA201847.1206005

作者简介: 罗昊(1988-),男,硕士生,主要从事晶体材料激光制冷实验研究。Email:rohaox@outlook.com

Thermal load management of laser cooling of Yb3+:LuLiF4 crystal

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出版历程

Yb3+:LuLiF4晶体激光制冷的热负载管理

doi: 10.3788/IRLA201847.1206005

1. 华东师范大学 精密光谱科学与技术国家重点实验室,上海 200062; 2. 华东师范大学 信息科技技术学院,上海 200062

作者简介: 罗昊(1988-),男,硕士生,主要从事晶体材料激光制冷实验研究。Email:rohaox@outlook.com

English Abstract

Thermal load management of laser cooling of Yb3+:LuLiF4 crystal

1. State Key Laboratory of Precision Spectroscopy,East China Normal University,Shanghai 200062,China; 2. School of Information Science Technology,East China Normal University,Shanghai 200062,China

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Yb³⁺:LuLiF₄晶体激光制冷的热负载管理

作者简介:
罗昊(1988-),男,硕士生,主要从事晶体材料激光制冷实验研究。Email:rohaox@outlook.com

Thermal load management of laser cooling of Yb³⁺:LuLiF₄ crystal

Yb³⁺:LuLiF₄晶体激光制冷的热负载管理

1. 华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室,上海 200062;

2. 华东师范大学信息科技技术学院,上海 200062

作者简介:
罗昊(1988-),男,硕士生,主要从事晶体材料激光制冷实验研究。Email:rohaox@outlook.com

Thermal load management of laser cooling of Yb³⁺:LuLiF₄ crystal

1. State Key Laboratory of Precision Spectroscopy,East China Normal University,Shanghai 200062,China;

2. School of Information Science Technology,East China Normal University,Shanghai 200062,China