大家都知道，激光具有方向性好、亮度高的特點(diǎn)，其光束集中在沿軸線方向的一個(gè)極小發(fā)射角內(nèi)（僅十分之一度左右），加上激光調(diào)Q等技術(shù)能把激光能量壓縮到極窄的脈沖內(nèi)（比如一萬億分之一秒），因此能輻射出巨大的能量。印象中的激光，都是和高能聯(lián)系在一起的，實(shí)際上具有高能量的激光，一樣能夠應(yīng)用在制冷方面。

早在1985年，美國(guó)華裔物理學(xué)家朱棣文就成功地用激光冷凍了原子，從而榮獲1997年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。實(shí)際上，激光制冷的原理是降低物體中分子的熱運(yùn)動(dòng)。物體的溫度與分子熱運(yùn)動(dòng)有關(guān)，分子運(yùn)動(dòng)越劇烈，物體溫度越高，反之，分子運(yùn)動(dòng)越慢，物體溫度就越低。激光制冷，首先要對(duì)激光進(jìn)行精確調(diào)諧，利用調(diào)諧后方向相反的兩束光，當(dāng)大量的光子射入物體內(nèi)部時(shí)，由于激光粒子的數(shù)量相當(dāng)多，使得物體內(nèi)微粒變得擁擠，加上光子在撞向原子后彈開會(huì)帶走一部分能量，抵消了分子原子本身的動(dòng)能，導(dǎo)致分子原子不能像之前一樣任意的“無規(guī)則運(yùn)動(dòng)”，從而降低分子熱運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而降低了物體的溫度。

物體原子運(yùn)動(dòng)的速度通常在約每秒500米，長(zhǎng)期以來，科學(xué)家一直在尋找使原子相對(duì)靜止的方法。朱棣文采用三束相互垂直的激光，從各個(gè)方面對(duì)原子進(jìn)行照射，使原子陷于光子海洋中，運(yùn)動(dòng)不斷受到阻礙而減速。激光的這種作用被形象地稱為“光學(xué)粘膠”。在試驗(yàn)中，被“粘”住的原子可以降到幾乎接近絕對(duì)零度（-273.15℃）的低溫。

激光致冷可以消除一級(jí)與二級(jí)多普勒頻移，以便建立更好的頻率基準(zhǔn)。這對(duì)計(jì)時(shí)、精密計(jì)量和導(dǎo)航有重要意義。目前，激光制冷技術(shù)主要在生物學(xué)的細(xì)胞、線粒體和染色體三個(gè)層次上有重要的應(yīng)用，也應(yīng)用于凝聚態(tài)物理、原子噴泉、原子鐘、原子干涉儀、原子光刻上。