固体光冷却技術は、アンチストークス蛍光を利用して対象負荷を冷却する新しい冷却技術であり、振動や電磁干渉がないという利点を持つ。近年、光冷却材料システムの拡大、材料性能の継続的な向上、ポンプ吸収増強や光熱管理などの重要技術の発展により、固体光冷却の最低到達温度は初期の室温付近から100 K以下の領域にまで低下し、低温光学冷却器のカテゴリーに成功裏に参入した。本稿では、低温光学冷却器の研究進展について、光冷却の物理機構、光冷却材料システム、ポンプ吸収増強、光熱管理、システム統合の観点から総合的に論じる。関連研究進展の総合により、低温におけるポンプ吸収の減衰、冷却結晶の冷却出力の制限、システムの寄生熱負荷がさらなる温度低下と荷重端における有効冷却出力向上の主な制約要因であることが明らかとなった。今後は、材料の冷却性能向上、低温ポンプ吸収の強化、システムレベルの熱管理最適化を協調して推進し、低温光学冷却器の総合性能および応用能力をさらに向上させる必要がある。

低温光学冷却器;光冷却材料システム;ポンプ吸収増強;光熱管理;システム統合