ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Сравнение с антистоксовым охлаждением из "Лазерное охлаждение твердых тел " Типичные параметры для производимых коммерческих холодильников Пельтье имеют следующие значения S = 4,5 В/К, R = 5,3 Ом, К = О, 16 Вт/К. На рис. 2.12 представлена зависимость мощности охлаждения одноэлементного холодильника Пельтье ( хол [уравнение (2.137)] от поступающей мощности Р [уравнение (2.139)]. Кривые построены для различных разностей температур АТ = Trop хол = О, 30 и 50 К. Эти результаты можно использовать для сравнения с качеством лазерного охлаждения различных систем. Следует заметить, что с ростом входной мощности при некотором значении Р мощность охлаждения холодильника Пельтье достигает своего максимума вследствие конкурирующих процессов охлаждающего эффекта Пельтье (который пропорционален величине тока г) и нагревающего эффекта Джоуля-Ленца (который пропорционален квадрату величины тока г ). Как видно из рисунка, с ростом АТ мощность охлаждения падает, так как потери на тепло, связанные с прохождением тока, становятся всё больше и больше и при АТ 66 К дальнейшего охлаждения уже достигнуть невозможно. Этот результат указывает на то, что значительного преимущества лазерных рефрижераторов следует ожидать при области больших разностей температур АТ. [c.115] В случае функционирования лазерных рефрижераторов можно рассчитать мощность охлаждения (5хол экв [см. формулу (2.140)] для различных параметров, используя выражения (2.161) и (2.164). Результаты расчёта приведены на рис. 2.13. Значения параметров при расчёте были выбраны следующие еб экв = 1 см , Ш = 20 мЭв, а = 0,1, ДТ = 4 и (5ь (52 00. [c.116] На рис. 2.13, а мощность охлаждения показана как функция мощности накачки с энергией фотонов кщ = 1 эВ для интервалов температур АТ =0, 100 и 150 К. Потери на поглощение предполагались не более 1 %. Благодаря малому внутреннему нагреву и небольшим потерям на поглощение, которые линейно пропорциональны мощности лазерной накачки, оптическое охлаждение оказывается возможным для больших значений АТ. Это подтверждается уже поставленными экспериментами (см., например, [146, 147]), где продемонстрирована возможность лазерного охлаждения при температурах ниже 190 К, тогда как холодильники Пельтье уже не могут качественно функционировать при таких температурах, а обычные механико-электрические рефрижераторы становятся неудобными из-за вибраций, сопровождающих их работу. Хотя эффективность лазерного охлаждения остаётся пока невысокой, такие лазерные рефрижераторы могут использоваться для отвода небольшого количества тепла. [c.116] Низкая эффективность лазерного охлаждения может быть обусловлена малой отстройкой в длинноволновую области линии поглощения, так, для Них = 1 эВ отношение 0/2ттщ = 2 10 Я Если уменьшить частоту накачки, то при высокой эффективности спонтанной эмиссии можно ожидать увеличения степени охлаждения. На рис. 2.13, б видно, к каким изменением привела замена частоты накачки — расчёты сделаны при тех же значениях параметров, что и на рис. 2.13, а, но частота падающего излучения Них = 0,3 эВ (это соответствует длине волны около 4 мкм). Кривые 1, 2 и 3 относятся к АТ = 0, 150 и 225 К, соответственно. Преимущество лазерных рефрижераторов обнаруживаются с ростом АТ, начиная от значения АТ = 60 К, при котором одноэлементный холодильник Пельтье уже практически не функционирует. [c.117] Вернуться к основной статье