Laserjäähdytys käyttää laserin säteilypainetta neutraalien kaasuatomien lämpöliikkeen vaimentamiseen, atominopeuden hidastamiseen ja lämpötilan alentamiseen.
Yleensä laser on viritetty kohtalaisesti, ja fotoni kimpoaa pois osuttuaan atomiin. Tässä vaiheessa laser vie osan energiasta, mikä alentaa lämpötilaa. On kuitenkin huomattava, että kaikkia lasereita ei voida jäähdyttää, vain tarkkaa viritystä voidaan käyttää.
Kahta vastapropagointilaseria käytetään neutraalien atomien valaiseminen niin, että toinen lasersäde liikkuu samaan suuntaan kuin neutraali atomi ja toinen lasersäde liikkuu vastakkaiseen suuntaan liikkeen suuntaan. Kokonaisvaikutus on atomeille resistenssi. Jos neutraalien atomien valaiseminen käyttää kolmea tai kuutta molempia kohtisuoraa selkää levittävää lasersädettä, eri asentojen lämpöliikettä voidaan hidastaa ja jäähdyttää.
Laserjäähdytys poistaa ensisijaiset ja toissijaiset Doppler-vaihdut paremman taajuusviittauksen luomiseksi. Tämä on tärkeää ajoituksen, tarkkuusmittaustuksen ja navigoinnin kannalta. Ilmiötä, jossa käytetään lasersädettä, jonka jakautuminen (kuten gaussilainen jakautuminen) käytetään jäähdytettyjen neutraalien hiukkasten sieppaamiseen ja siirtämiseen säteen liikkeen kanssa, kutsutaan "optiseksi" vaikutukseksi, kuten "valon" käyttämiseksi yhden DNA: n erottamiseen. Suorista molekyylit tai tarkkaile mikro-organismien liikettä "valossa". Siksi "kevyellä" tekniikalla on tärkeitä sovelluksia biologisten solujen, mitokondrioiden ja kromosomien kolmella tasolla.
Bose Einsteinin kondensaattitilassa tutkijat käyttävät lasereita atomien jäähdyttämisenä ja saavuttavat erittäin alhaiset lämpötilat.