يتميز الليزر بخصائص التوجيه الجيد والسطوع العالي.يتركز شعاعها بزاوية انبعاث صغيرة جدًا (حوالي 0.1 درجة فقط) على طول المحور.باستخدام تقنية Q-switching بالليزر وغيرها من التقنيات ، يمكن ضغط طاقة الليزر في نبضة ضيقة جدًا.(مثل واحد من تريليون من الثانية) ، لذلك يمكنها أن تشع طاقة ضخمة.في الواقع ، يمكن أيضًا استخدام أشعة الليزر ذات الطاقة العالية في التبريد.
في وقت مبكر من عام 1985 ، نجح الفيزيائي الأمريكي ستيفن تشو في تجميد الذرات بالليزر وفاز بجائزة نوبل في الفيزياء في عام 1997. مبدأ التبريد بالليزر هو تقليل الحركة الحرارية للجزيئات في الجسم.ترتبط درجة حرارة الجسم بالحركة الحرارية للجزيئات.كلما زادت كثافة الحركة الجزيئية ، زادت درجة حرارة الجسم.يتطلب التبريد بالليزر ضبطًا دقيقًا لليزر.يتم استخدام شعاعي الضوء في اتجاهين متعاكسين بعد الضبط.عندما يدخل عدد كبير من الفوتونات داخل الجسم ، يكون عدد جزيئات الليزر كبيرًا جدًا ، مما يجعل الجسيمات في الجسم مزدحمة.بعد الاصطدام بالذرة ، ستأخذ القنبلة جزءًا من الطاقة وتلغي الطاقة الحركية للذرة نفسها ، وبالتالي تقليل الحركة الحرارية للجزيء ، وبالتالي تقليل درجة حرارة الجسم.
عادة ما تكون سرعة حركة ذرات الجسم حوالي 500 متر في الثانية.لفترة طويلة ، كان العلماء يبحثون عن طرق لجعل الذرات ثابتة نسبيًا.يستخدم Zhu Diwen ثلاثة أنواع من الليزر المتعامدة بشكل متبادل لإشعاع الذرات من جميع الجوانب ، بحيث تكون الذرات محاصرة في محيط الفوتونات ، ويتم إعاقة حركتها وإبطاء حركتها باستمرار.هذا التأثير لليزر يسمى بوضوح "الغراء البصري".في التجربة ، يمكن أن تنخفض الذرات "اللزجة" إلى درجة حرارة منخفضة قريبة تقريبًا من الصفر المطلق (-273.15 درجة مئوية).
يمكن أن يقضي التبريد بالليزر على تحولات تردد دوبلر الأولى والثانية من أجل إنشاء مرجع تردد أفضل.هذا له أهمية كبيرة للتوقيت والقياس الدقيق والملاحة.في الوقت الحاضر ، تستخدم تقنية التبريد بالليزر تطبيقات مهمة بشكل رئيسي على المستويات الثلاثة للخلايا البيولوجية والميتوكوندريا والكروموسومات.كما أنها تستخدم في فيزياء المادة المكثفة ، والنوافير الذرية ، والساعات الذرية ، ومقاييس التداخل الذرية ، والطباعة الحجرية الذرية.