Original: https://www.usna.edu/Users/physics/mungan/Publications/Pub-Laser-Cooling.php

CARL E. MUNGAN

• Összefoglalás
• Alapvető fizikai alapelvek
• Történelmi áttekintés
• Kísérleti mérések
• Cryocooler alkalmazások
• Lézeres alkalmazások
• Irodalom

Összefoglalás

Lehetséges egy anyag hűtése anti-Stokes fluoreszcenciával. Ez egyszerűen azt jelenti, hogy az anyag fotonokat bocsát ki, amelyeknek átlagos átlagos energiája nagyobb, mint az abszorbeáltaknál. Az energiakülönbség a mintában szereplő hő gerjesztésekből származik. A hőt valójában fényré alakítja, amely elhagyja az anyagot, és máshová kerül a hűtőborda felé.

A hűtési hatékonyság meghatározható az aktív anyag hűtőteljesítményének a bemenő villamos energia és a szivattyú fényforrásának arányában. A kísérleti mérések és az elméleti számítások azt mutatják, hogy ennek az anti-Stokes-eljárásnak a hűtési hatékonysága versenyképes a meglévő termoelektromos és Stirling-ciklusú hideghűtővel. Így elkészíthető egy ezen eljáráson alapuló hűtőszekrény, amely nem tartalmaz mozgó alkatrészeket, könnyű és elvben bármilyen kívánt véghőmérsékletre hűthető. A második alkalmazás egy hordozható lézer felépítése, amely nem igényel külső hűtőfolyadék-rendszert, közvetlenül a szivattyúnyal történő optikai hűtés alkalmazásával. Ez lehetővé tenné a szilárdtest lézerek skálázását sokkal nagyobb energiára, mint a jelenleg lehetséges.

Alapvető fizikai alapelvek

Ez a legkönnyebb megérteni a folyamatot, figyelembe véve a rendszer noninteracting szennyeződések szilárd. Tegyük fel, hogy ezek a szennyeződések különösen egyszerű energia-szintű struktúra: a földi állam, amely lehet címkézni „1”, és egy pár izgatott szinten, felirata: „2” és „3”. A szemléltetés céljából feltételezzük, hogy a hasító szintek között a 2. és 3. legfeljebb néhányszor kT, ahol k a Boltzmann állandó, és T a végső hőmérséklet elérte hűtéskor. Ez biztosítja, hogy a két szint gyorsan (azaz az időskálán legfeljebb néhány ns) visszatér a termikus egyensúly egymással, ha ez az egyensúly megbomlik. Ugyanakkor elvárjuk, hogy az energia közötti távolság a talaj és a gerjesztett állapot legalább egy nagyságrenddel nagyobb, mint ez. Ez biztosítja szerint a jól ismert energia hiány jog [1], hogy nonradiative kikapcsolódás az egész ez a különbség lesz elhanyagolhatóan lassú. Így, egy felső szintű gerjesztés csak pihenni, hogy az alsó állapotba egy foton kibocsátásával. Ezt ekvivalens kifejezhető azzal a megállapítással, hogy a sugárzási (vagy fluoreszcencia) kvantum hatásfoka a rendszer körülbelül egység: egy foton kerül kibocsátásra minden egyes egy abszorbeált, hogy van hangolva a rés energiát.

Ez a legegyszerűbb példa egy olyan rendszerre, amely fluoreszcens hűtést mutathat. Ha egy keskeny sávú fényforrást (mondjuk egy lézer) hozzáigazítunk az 1 → 2 átmenethez, akkor a 2. szint túlnépesedik a 3. szintű termikus egyensúlyhoz képest. Az egyensúly visszaállítása érdekében némely populáció szinte azonnal átkerül a legmagasabb szint. Az izgatott állapotú elosztócsatorna ezután sugárirányban ellazul az alapállapot felé: a 2 → 1 és a 3 → 1 átmeneteknél fluoreszcencia is bekövetkezik. (Az ilyen fluoreszkáló relaxáció általában ezredmásodperces időtartamon megy végbe, sokkal lassabban, mint az gerjesztett sokaságon belüli egyensúlyi idő.) Nyilvánvaló, hogy a kibocsátott fotonok átlagos energiája nagyobb, mint az abszorbeált fotonoké. A többlet a gerjesztett szintek kiegyenlítéséhez szükséges hőelnyelésnek köszönhető, és a szilárd anyagot a fluoreszcens fénysugáron végzik, hűtést eredményezve.

Alternatív megoldásként feltételezhetjük, hogy az alapállapot-csatorna két szintre oszlik: „1” és „2”, és hogy a gerjesztett állapot egyetlen „3” szintből áll. A hűtést úgy végezzük, hogy a lézert a 2 → 3 átmenetre állítjuk be, a fluoreszcens emisszióval mind a 3 → 2, mind a 3 → 1 relaxációból. A fluoreszcens fotonok átlagos energiája ismét nagyobb, mint az abszorbeált fotonoké. Általánosabban elképzelhetjük a szomszédos ábrán bemutatotthoz hasonló helyzetet: mind a felső, mind az alsó állapot sok egymáshoz közel elhelyezkedő szintből áll, és nagy energiarés van a két kollektor között. A szivattyú lézer a lehető legjobban az abszorpciós spektrum piros végére van beállítva, úgy, hogy a gerjesztések az alsó elosztó csúcsának tetejéből a gerjesztett aljának közelébe kerüljenek. Az ezt követő fluoreszcencia általában rövidebb hullámhosszon vagy magasabb energiánál fordul elő, ami lehűlést eredményez. A jelölt anyagok, amelyeknek az itt ismertetetthez hasonló energiaszint-diagramja van, tartalmazzák a félvezetőket (amelyek sávszélességükön gerjesztve vannak), a ritkaföldfémekkel vagy az átmenetifém-szövettel ellátott kristályokat és szemüvegeket (a 4f vagy 5d multiplexek között gerjesztve) és a poliaatomikus molekulákat bármely fázis (a rezgési szintek között gerjesztett).

A hűtési energia per foton, feltételezve egység sugárzási kvantumhatásfok, egyenlő a különbség az átlagos energiáját a fluoreszcens és szívódik fotonok. Ez azt bizonyítja, kényelmes, hogy írjon az esemény szivattyú hullámhosszon λ és az inverz az átlag fluoreszcens foton energia λ _F/hc. Tekintettel az idő származékok, így hatáskörét, egyértelmű, hogy a hűtési teljesítmény, P_cool, felírható szempontjából az elnyelt gerjesztőteljesítménynél P_abs, mint

P_cool = P_abs(λ – λ _F)/λ_F.

Itt az λ_F kísérletileg meghatározzuk a fluoreszcencia spektrum mérésével és az átlagos energia meghatározásával. Ez lehetővé teszi az elvárt hűtési hatékonyság egyszerű kiszámítását bármely érdeklődésre számot tartó anyag számára. A gyakorlatban azonban nem szabad megfeledkezni arról, hogy a tényleges hűtési teljesítményt mind a beeső szivattyúnyalábnak a mintában ténylegesen elnyelt részének, mind a nem sugárzó (fűtési) energia relaxációs folyamatainak, különösen az energia átadása vagy a közvetlen szivattyú korlátozza vagy fluoreszcencia abszorpció ömlesztett és felszíni szennyeződésekkel.

Történelmi áttekintés

Az ötlet, hogy az anti-Stokes fluoreszcencia lehet használni hűlni egy anyag meglepően régi, javasolt már 1929-ben Pringsheim [2]. Ez a javaslat vezetett, mintegy 16 évvel később egy meglehetősen élénk vita között Pringsheim és Vavilov, az utóbbi azt állítja, hogy annak megvalósítása nem lehetséges termodinamikai alapon [3]. Landau magát kellett lépést a vita [4], és bizonyította, hogy az entrópia elvesztette a minta által hűtés után több mint kompenzálja növekedése az entrópia a fény, ami a veszteség monokromatikus, fázis koherencia, és irányítottságát a sugár.

Néhány évvel később, a francia kutató Alfred Kastler [5] tárgyalt két rendszer, amelyben egy „Lumino-kalorikus” hatást is megfigyelhetők: Zeeman-osztott szintek nátrium gőz által megvilágított cirkulárisan polarizált fényt, és rezgési oldalsávot az elektronikus átmenetek a ritkaföldfém ionok sókristályok. A következő típusú anyagok javasolt fluoreszcens hűtés volt félvezetők, egy 1957 papír [6] egy cseh teoretikus. Ebben és a következő kísérletes [7] és elméleti [8] Munkáját, amíg az utóbbi időben, a fluoreszcencia eredményezett a jelenlegi injektálással az aktív csomópont (azaz, a LED), nem pedig az optikai abszorpciós lézerrel. Az alapvető koncepció egyébként hasonló; azonban ezek egyike sem a munkavállalók elvégzett minden olyan termikus mérések. Ez csak az elmúlt néhány évben, hogy csökkentett fűtés egy félvezető számoltak [9]. Ebben az esetben, a gerjesztések generáltunk egy lézerrel hangolt a 1,4 eV bandgap GaAs, a kiválasztott anyagból alapján egy meglepően magas kvantumhatásfok. De nettó hűtési nem volt megfigyelhető miatt a nagy törésmutatójú GaAs, amely csökkenti a külső kvantumhatásfokát úgyhogy fotonok hajlamosak bezárva az anyag, és végül elfoglalták nonradiative süllyed. Ha ez a probléma valaha is megoldható, akkor bizonyulhat lehet hűteni elektronikus chipek közvetlenül.

Más anyagokat is tárgyaltuk, vagy vizsgálták, mint lehetséges fluoreszcens hűtők. Egy 1961 Kvantumelektronikai konferencián Berkeley, Yatsiv [10] előadást is, amelyben három vegyértékű gadoliniumoldat tekinthető. Azért választotta ezt ion alapján a nagy (% 7e300 nm) talaj- és gerjesztett állapotú energia hiány. Azonban abban az időben, az egyetlen rendelkezésre álló forrás lett volna szűrt higanygőzlámpával, nagyban csökkentve a hatékonyságot a folyamat. Néhány évvel később, az Advent a lézerek, az első kísérleti kísérlet arra, hogy valódi fluoreszcens hűtés lehetővé vált. Kushida és Geusic [11] a Bell Labs használt Nd³⁺: YAG lézer szivattyú hűtőszekrényben minta ugyanabból az anyagból. Úgy vélte, hogy a stimulált lézer emissziós kell kissé alacsonyabb átlagos energia, mint a spontán emisszió közötti ugyanazt a pár sávok a második kristály. Sajnos, nettó hűtési nem volt látható, mivel a parazita fűtési eredő abszorpció és nonradiative relaxációs nyomnyi mennyiségű idegen ritkaföldfémből szennyezések vannak a mintában. Egy másik probléma a Nd³⁺, hogy számos más 4f sávok hazudnak alatt és felett a gerjesztett lézer szinten, elősegítve ezzel nonradiative pihenést. Néhány évvel később, egy konferencián előadást anti-Stokes fluoreszcencia szerves festék említett megoldást hűtés, mint egy lehetséges alkalmazása, amelyek csak nemrég sikeresen alkalmazták [12]. Az első rendszer, amelyben a tényleges hűtési figyeltünk részt rezgési átmenetek szén-dioxid-gáz által pumpált CO₂  lézer [13]. Pontosabban, a (100) → (001) átmeneti pumpáljuk be, 10,6 um, kedvező elágazási arányára anti-Stokes emisszió a 4,3 um (001) → (000) átmeneti. A megfigyelt nyomás változások összhangban voltak körülbelül egy fokú hűtés. Azonban, mivel az alacsony sűrűségű gáz képest egy szilárd (ütköztető legerjesztéssel dominál nagyobb gáznyomásokat), egyértelmű, hogy ez a rendszer nem egy jelölt gyakorlati hűtés.

Az elméleti oldalról, számos további papírokat érdemes megemlíteni. Csak néhány évvel felfedezése után a mézer, hogy azt javasolták, hogy az egyik lehet futtatni fordított a hatása hűtés [14]. Weinstein [15], Chukova [16], Kafri és Levine [17], és a Landsberg és Tonge [18] megvizsgálták a termodinamika ilyen eljárások nagy részletességgel. Újabb elméleti elemzések és vélemények kapcsolatos kísérleti munka alatt állítottak elő Lloyd [  19 ], Lamouche és mások [20], és a Mungan és Gosnell [21].

Kísérleti mérések

Az ömlesztett szilárd anyag nettó hűtését lézer-indukált anti-Stokes fluoreszcencia segítségével értük el. Ezt a sikert háromértékű ytterbiummal adalékolt nehézfém-fluorid üveg felhasználásával valósítottuk meg. Ennek a ritkaföldfémeknek az energiaszintű szerkezete nagyon hasonló a fentiekhez. Azaz, csak két elosztóvezetékéhez egyenetlenül kiszélesedett alatti szinteken UV abszorpciós él a befogadó üveg, nevezetesen egy négy szintes ²F_7/2 alapállapot és három szintű ²F_5/2 gerjesztett állapot elválasztott energia rés körülbelül 1 um. Az üveg, amit használtunk ZBLANP (ZRF  ₄-BaF  ₂-LaF  ₃-AlF  ₃-NaF-PBF₂), egy alacsony fonon anyag, amelyet intenzíven tanulmányozták az elmúlt évtizedben, mint egy lehetséges távközlési szál közegben. Iterbium van, a mi szempontunkból, a kedvezően nagy nonradiative élettartam és az átlagos fluoreszcens fotonenergia ebben a gazdában.

A mikroszkópos hűtési tulajdonságai egy mintájának ZBLANP adalékolt 1 tömeg % Yb³⁺ vizsgáltuk egy kollineáris fototermális alakváltozás technikával, amint azt a fenti ábrán. Egy ellene hatnak a HeNe fókuszált lézersugár az ugyanazon mintatérfogat hogy ki volt téve a szaggatott infravörös szivattyú sugár; a kapott termikusan indukált szögletes alakváltozása voltak szinkronban van a 0,5 Hz felaprított szivattyú távolsági fény és mérjük digitalizáló oszcilloszkóppal. Amplitúdóinak a megfigyelt eltérítő jeleket függvényében pumpáló hullámhossz normalizáltuk a abszorptivitásnak a minta és az infravörös szivattyú hatáskörét, hogy az intézkedés a hűtés hatékonyságát. Figyelemre méltó ebben a kísérletben volt félreérthetetlen 180 fokos fáziseltolódás a fototermális eltérítő jelet szivattyú hullámhossz hosszú és rövid az átlagos fluoreszcens-fotonenergia, λ_F.

Ezután egy állandósult ömlesztett hűtési kísérletet hajtottunk végre egy gyufaszál alakú mintának egy vákuumkamrában történő felfüggesztésével és a minta hossztengelyén történő megvilágításával 800 mW szivattyúteljesítménnyel 1008 nm-en, a szomszédos ábra szerint. A mintában szereplő fekete foltok kibocsátását egy kis foltról InSb fókuszt sík elrendezéssel meghatározzuk a minta hőmérsékletének meghatározása érdekében (a referenciaminta viszonylatában a sugárpályán kívül). A környezeti hőmérséklet alatt 0,3 K nettó hűtést figyeltünk meg. A részletes elemzést levélként jelentették meg a természetnek [22].

Ezt követően [23], elértük drámai hűtése szilárd, segítségével a minta geometriája kedvező ilyen célokra, nevezetesen egy itterbium-adalékolt ZBLANP optikai szál. Egy rövid ra hűtjük 298-282 K szivattyúzással 770 mW lézerfény a 1015 nm-nél. A hőmérsékletet mérjük közvetlenül az alakja a fluoreszcencia spektrum, mivel ez befolyásolja a Boltzmann populációk az alapállapot és a gerjesztett állapotban szintek. Ezen túlmenően, bebizonyosodott, hogy a domináns hőterhelését a minta háttér feketetest-sugárzás mérésével az exponenciális termikus relaxációs a minta után hirtelen tegye azt, hogy a szivattyú lézersugár. Újabban [24], A végső hőmérséklet a minta csökkent a 236 K, például a korlátozott optikai telítődése a felszívódás a mag a szál. Az elmúlt évben, ezek a hűtési eredményeket kiterjesztették más rendszerek, beleértve Tm³⁺ a ZBLANP [25], és Yb³⁺ a YAG [26].

Cryocooler alkalmazások

A fenti kísérletekben szobahőmérsékleten mért kísérleti hűtési hatékonyság körülbelül 2% volt 1015 nm-es szivattyúhullámhosszon. Ezt természetesen meg lehet növelni, ha hosszabb hullámhosszon pumpálunk. Mivel azonban az abszorpciós együttható gyorsan leesik a spektrum vörös farokában, ehhez szükség van a lézernyaláb útjának hosszának a mintában történő megemelésére. Kétféle módon lehet ezt megvalósítani. Először is, az aktív anyag hosszú szál formájában lehet, és a fluoreszcencia oldalirányban hagyja eljutni az átlátszó burkolaton keresztül. A szálat egy hideg ujj körül tekercselnék, amely arany bevonatú, hogy tükrözze a fluoreszcens sugárzást. Ugyanakkor nem minden anyagot lehet behúzni a szükséges hajlítási sugarakkal és robusztus szálakkal. A hosszú út hosszúságának biztosítása általánosabb módszer, ha csiszolt felületű mintát helyezünk egy konfokális Fabry-Pérot üreg belsejébe, amelybe a lézerfényt be lehet vezetni az egyik tükrön található kis lyukon keresztül. A fény ezután sok visszafordulással csapdába eshet, amíg az abszorbeálódik a mintában. A becsült abszorpciós út hossza elméleti számításai, a mért abszorpciós és fluoreszcencia spektrumokkal kombinálva alacsony hőmérsékleteken lehetővé teszik a kriogén hőmérsékleten való várható hűtési hatékonyság becslését [27].

A fenti táblázat összehasonlítja a különböző űrrepülés-képes hideghűtő rendszereket. Az utolsó oszlop lézerhűtője kombinálja a többi rendszer fő előnyeit: alacsony működési hőmérséklet, könnyű súly, hosszú középidő a hibához, nagy hatékonyság, rezgések hiánya és viszonylag alacsony költségek. Ezen okok miatt arra számítunk, hogy egy ilyen eszköz hasznos lenne űr-, katonai és elektronikus alkalmazásokban, ha a jelenlegi műszaki és tudományos kihívások sikeresen megoldhatók.

Lézeres alkalmazások

Meg lehet építeni olyan szilárdtest lézereket, amelyekben az anti-Stokes fluoreszcencia hűtése ellensúlyozná az stimulált emisszió által generált hőt [28]. Ezt a lézerüzemmódot sugárzás-kiegyensúlyozott (RB) tartásnak nevezik. A hagyományos exoterm lézeres rendszerekkel ellentétben az RB lézerek kevésbé vagy nem mutatnak belső hőtermelést. Alapvetően ez a technika lehetővé tenné számukra, hogy sokkal magasabb átlagteljesítményre növeljék őket, mint a hagyományos szilárdtest lézer rendszerek. A legfontosabb ötlet az, hogy a népesség és az energia átvitelének felfelé (szivattyú abszorpciója) és lefelé (stimulált lasing és spontán fluoreszcencia) arányát egyensúlyba kell hozni. Ebből a célból elemezték tizennyolc különféle ytterbiummal dózisú gazdaszervezet spektrális paramétereit, és kidolgozták az RB lasing érdemeit. Az optimális anyagok a kálium-ittrium-volframát (KYW) és a kálium-gadolinium-volframát (KGW) kristályok voltak [29]. A fototermikus eltérítési spektroszkópiát annak igazolására használták, hogy ezek a rendszerek valóban lézerhűtést mutatnak-e, tehát a következő munkafázis az egyidejűleg optikailag szivattyúzott hűtés és időtartam bemutatása. Egy ilyen lézer hatékonyságát mind a termodinamika első, mind a második törvény korlátozza [30].

Irodalom

[1] S.A. Egorov és JL Skinner, Az elmélet multiphonon relaxációs ráták szilárd, A kémiai fizika folyóirat 103, 1533 (1995).

[2] P. Pringsheim, Két megjegyzés a lumineszcencia és a hőmérsékleti sugárzás közötti különbségről, Fizikai napló 57, 739 (1929).

[3] S. Vavilov, Néhány megjegyzés a Stokes törvény, Fizikai napló (Moszkva) 9, 68 (1945); P. Pringsheim, Néhány megjegyzés közötti különbségre vonatkozó lumineszcencia és hőmérséklet sugárzás: Anti-Stokes fluoreszcencia, Fizikai napló (Moszkva) 10, 495 (1946); S. Vavilov, Fotolumineszcencia és a termodinamika, Fizikai napló (Moszkva) 10, 499 (1946).

[4] L. Landau, A termodinamika a fotolumineszcencia, Fizikai napló (Moszkva) 10, 503 (1946).

[5] A. Kastler,  Quelques javaslatokat concernant la termelési optikai et la kimutatási optikai d’une inégalité de populáció des niveaux de mennyiségi spatiale des atomes: Alkalmazás à l’expérience de Stern és Gerlach et à la rezonancia magnétique, Fizikai napló Radium 11, 255 (1950).

[6] J. Tauc, A részesedése hőenergia venni a környezetben az elektro-lumineszcens kisugárzott energia egy pn átmenet, Cseh. Fizikai napló 7, 275 (1957).

[7] R.J. Keyes és TM Quist, Rekombináció által kibocsátott sugárzás gallium-arzenid, Proc. I.R.E. 50, 1822. (1962); G.C. Dousmanis, C.W. Mueller, H. Nelson, és a K.G. Petzinger, Bizonyíték hűtőkészülék fellépés útján foton emissziós félvezető diódák, Fizikai felülvizsgálat 133, A316 (1964).

[8] P. Gerthsen és E. Kauer, A lumineszcencia dióda működve hőszivattyú, Fizikai levelek 17, 255 (1965); P.T. Landsberg és D.A. Evans, Termodinamikai határértékeket egyes fénykeltő eszközök, Fizikai felülvizsgálat 166, 242 (1968); J.I. Pankove, Optikai hűtés, az Optikai folyamatok félvezetők (Dover, NY, 1975), oldalak 193-197; P. Berdahl, Sugárzó hűtés félvezető diódák, Az alkalmazott fizika folyóirat 58, 1369 (1985).

[9] H. Gauck, T.H. Gfroerer, M.J. Renn, E.A. Cornell, és a K.A. Bertness, Külső sugárzási kvantumhatásfoka 96% egy GaAs/GaInP heteroszerkezet,  Alkalmazott fizika A 64, 143 (1997).

[10] S. Yatsiv, Anti-Stokes fluoreszcencia, mint a hűtési folyamat, a Előrelépések a kvantum elektronika területén, szerkesztette J.R. Singer (Columbia Univ. Press, NY, 1961) o. 200.

[11] T. Kushida és JE Geusic, Optikai formájában hűtés Nd-adalékolt ittrium-alumínium gránát, Fizikai felülvizsgálat Levelek 21, 1172 (1968).

[12] M.S. Chang, S.S. Elliott, T.K. Gustafson, C. Hu, és R.K. Jain, Megfigyelési anti-Stokes fluoreszcencia szerves festék oldatok, IEEE Folyóirat a kvantum elektronikáról 8, 527 (1972); C. Zander és KH Drexhage, Hűtés festékoldatot anti-Stokes fluoreszcencia, a Előrelépések a fotokémia területén, szerkesztette D.C. Neckers, D.H. Volman, és G. von Bülau (Wiley, NY, 1995) Hangerő 20, o. 59; J.L. Clark és G. trombitálásait, Laser hűtés a kondenzált fázisban frekvencia akár-átalakítás, Fizikai felülvizsgálat Levelek 76, 2037 (1996); C.E. Mungan és T.R. Gosnell, Megjegyzés, Fizikai felülvizsgálat Levelek 77, 2840 (1996); J.L. Clark, P.F. Miller és G. dübörög, Piros széle fotofizikai etanolos rodamin 101 és az a megfigyelés lézeres hűtés a kondenzált fázisban, Fizikai napló Qem. A  102, 4428.

[13] N. Djeu és W.T. Whitney, Laser hűtés spontán anti-Stokes szórás, Fizikai felülvizsgálat Levelek 46, 236 (1981).

[14] H.E.D. Scovil és E.O. Schulz-DuBois, Három szintű masers hő motorok, Fizikai felülvizsgálat Levelek 2, 262 (1959).

[15] M.A. Weinstein, Termodinamikai korlátozása az átalakítás a hő fény, Az Amerikai optikai társaság lapja 50, 597 (1960).

[16] Yu. P. Chukova, Maximális fényhasznosítás lumineszcens fényforrások, Opt. Spektrosk. 26, 251 (1969); Termodinamikai határa a lumineszcens hatékonyság JETP Levelek 10, 294 (1969); Termodinamikai határa a hatékonyság széles sávú fotolumineszcens, Bull. Acad. Sci. Szovjetunió – Fiz. Ser. 35, 1349 (1971); Befolyása gerjesztés-vonal jellemzők hatékonyságát spektrális átalakítás az energia által ionok háromértékű neodímium a ittrium-alumínium gránát, Bull. Acad. Sci. Szovjetunió – Fiz. Ser. 38, 57 (1974); A régió termodinamikai elfogadhatóságát fény hatásfok nagyobb, mint egység, Sov. Kísérleti és elméleti fizika folyóirat 41, 613 (1976).

[17] O. Kafri és R.D. Levine, Termodinamikája adiabatikus lézeres eljárások: Optikai fűtőberendezések és hűtőszekrények, Optikai kommunikáció 12, 118 (1974).

[18] P.T. Landsberg és G. Tonge, Termodinamikai energiaátalakítási hatásfok, Az alkalmazott fizika folyóirat 51, R1 (1980).

[19] S. Lloyd, Kvantummechanikai Maxwell-démon, Fizikai felülvizsgálat A 56, 3374 (1997).

[20] G. Lamouche, P. Lavallard, R. Suris, és R. Grousson, Alacsony hőmérsékletű lézeres hűtés egy ritkaföldfém adalékolt üveg, F. Aoldalak Fiz. 84, 509 (1998).

[21] CE Mungan és T.R. Gosnell, Lézeres hűtés szilárd anyagok, a Előrelépések az atomi, molekuláris, és optikai fizika, szerkesztette: B. Bederson és H. Walther (Academic Press, San Diego, 1999) Hangerő 40, o. 161.

[22] R.I. Epstein, M.I. Buchwald, B.C. Edwards, T.R. Gosnell, és a C.E. Mungan, Megfigyelési lézerrel kiváltott fluoreszcens hűtése szilárd, Természet 377, 500 (1995).

[23] C.E. Mungan, M.I. Buchwald, B.C. Edwards, R.I. Epstein, és a T.R. Gosnell, Lézeres hűtés szilárd 16 K kezdve szobahőmérsékleten, Fizikai felülvizsgálat Levelek 78, 1030 (1997).

[24] T.R. Gosnell, Lézeres hűtés egy szilárd anyagot 65 K kezdve szobahőmérsékleten, Opt. Levelek 24, 1041, (1999).

[25] C.W. Hoyt, M. Sheik-Bahae, R.I. Epstein, B.C. Edwards, és a J.E. Anderson, Megfigyelési anti-Stokes fluoreszkáló hűtés túlium-adalékolt üveg, Fizikai felülvizsgálat Levelek 85, 3600 (2000).

[26] R.I. Epstein, B.C. Edwards, J.J. Brown, és A. Gibbs, Mért optikai formájában hűtés itterbium-adalékolt kristályok, (2001).

[27] C.E. Mungan, M.I. Buchwald, B.C. Edwards, R.I. Epstein, és a T.R. Gosnell, Spektroszkópiás meghatározás a várható optikai hűtés itterbium-adalékolt üveg, Anyagtudományi Fórum 239-241, 501 (1997); G. Lei, J.E. Anderson, M.I. Buchwald, B.C. Edwards, R.I. Epstein, M.T. Murtagh, és a G.H. Sigel, Jr., Spektroszkópiai értékelést Yb³⁺ Adalékolt szemüveg optikai hűtő, IEEE Folyóirat a kvantum elektronikáról 34, 1839 (1998).

[28] S.R. Bowman, Lézerek nélküli belső hőtermelés, IEEE Folyóirat a kvantum elektronikáról 35, 115 (1999).

[29] S.R. Bowman és C.E. Mungan, Új anyagok optikai hűtés, Alkalmazott fizika B 71, 807 (2000).

[30] C.E. Mungan, Termodinamikája sugárzás kiegyensúlyozott lasing, Az Amerikai optikai társaság lapja B 20, 1075 (2003).