帶間級聯(lián)激光器(ICL)是實現(xiàn)3~5μm波段中紅外激光器的重要前沿,其在半導體光電器件技術、氣體檢測、醫(yī)學醫(yī)療以及自由空間光通信等領域具有重要科學意義和應用價值。近年來,半導體帶間級聯(lián)激光器的量子阱能帶理論設計方法和激光器制備**技術得到迅速提升。帶間級聯(lián)激光器是一種以族體系為主,通過量子工程的能帶設計及其材料外延、工藝制作而成的可以工作于中紅外波段的激光器。由于結合了傳統(tǒng)的量子阱激光器較長的上能級載流子復合壽命,以及量子級聯(lián)激光器(QCL)通過級聯(lián)結構實現(xiàn)較高內(nèi)量子效率的優(yōu)點,在中紅外波段具有較大的優(yōu)勢。研究背景中紅外波段包含了許多氣體分子的吸收峰,對于氣體分子而言,在中紅外波段的中心吸收截面一般比其在近紅外區(qū)的中心吸收截面高幾個數(shù)量級。因此,為了獲得更高的靈敏度和更低的檢測限,利用中紅外的可調(diào)諧半導體激光器吸收光譜技術(TDLAS)可以實現(xiàn)對特殊或有毒氣體的檢測。常見的位于中紅外波段的氣體分子如圖1所示,諸如礦井氣體甲烷(CH4)分子吸收峰位于3260nm,一氧化碳(CO)分子吸收峰位于4610nm,二氧化碳(CO2)分子吸收峰位于4230nm,氯化氫(HCl)分子吸收峰位于3395nm,溴化氫(HBr)分子吸收峰位于4020nm。 可調(diào)諧半導體激光器調(diào)制光譜技術具有非侵入式原位快速在線測量和遙測等的特有優(yōu)勢。吉林SF6QCL激光器供應商
TDLAS技術具有高靈敏度、高光譜分辨率、快速響應等優(yōu)點,廣泛應用于氣體的痕量探測。利用氣體吸收譜線隨溫度、氣壓等因素變化的特性,該技術可實現(xiàn)對氣體體系溫度、濃度、速度和流量等參數(shù)的測量。無干擾、低價、可小型化等是TDLAS技術的主要優(yōu)點。我們致力于發(fā)展高速(微秒級)、高靈敏(ppb級)、可攜帶式的基于可調(diào)諧半導體激光器的氣體測量技術方法,拓展在航空航天、石油化工和燃燒等領域的應用。調(diào)諧二極管激光吸收光譜(TDLAS)是激光氣體分析儀**常用的技術之一。其工作原理如下:激光光源:使用調(diào)諧半導體激光器作為光源,能夠在特定的窄波段范圍內(nèi)快速調(diào)諧激光波長,精確匹配待測氣體的吸收峰。氣體吸收過程:激光器發(fā)射的窄帶單色激光穿過待測氣體樣品。由于特定氣體分子在特定波長處具有吸收峰,部分激光能量被吸收,導致光強度減弱。探測器測量:激光通過氣體后,剩余的激光光強被探測器接收。探測器將光信號轉(zhuǎn)換為電信號,測量激光強度的衰減。信號處理與濃度計算:分析儀通過計算吸收光譜的強度和形狀,使用朗伯-比爾定律(Beer-LambertLaw)來推導出氣體的濃度。TDLAS技術的高分辨率和高靈敏度使其能夠準確檢測低濃度的氣體。 遼寧制造QCL激光器定制QCL由二次諧波從而對污染氣體進行定性或者定量分析,具有高分辨率、高靈敏度以及響應時間快等特點。
在工業(yè)檢測方面,量子級聯(lián)激光器以其小型化和集成化的設計,完美適應了現(xiàn)代工業(yè)的需求。它能夠以更低的能耗和更小的體積完成復雜的檢測任務。這對于降低企業(yè)的運營成本,提高生產(chǎn)效率,具有重要的推動作用。許多企業(yè)通過引入量子級聯(lián)激光器技術,成功減少了設備占用空間,并提升了生產(chǎn)線的自動化程度。綜合來看,量子級聯(lián)激光器憑借其高效、靈活和經(jīng)濟的特性,正逐步改變各行各業(yè)的技術格局。無論是在環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療成像還是工業(yè)檢測領域,量子級聯(lián)激光器都為客戶提供了切實可行的解決方案,幫助企業(yè)提高效率、降低成本,從而在競爭激烈的市場環(huán)境中脫穎而出。隨著技術的不斷進步和應用范圍的擴大,量子級聯(lián)激光器的未來將更加光明,值得行業(yè)內(nèi)外的共同關注。
QCL激光器(量子級聯(lián)激光器)憑借其出色的性能和獨特的技術優(yōu)勢,正在重新定義氣體檢測領域的標準。它們以高靈敏度和質(zhì)量的選擇性,使得在復雜環(huán)境中對氣體成分的準確識別成為可能。此外,QCL激光器的高性價比使得其在市場上的競爭力愈發(fā)明顯,成為眾多行業(yè)和應用的優(yōu)先。隨著科技的不斷進步,QCL激光器的創(chuàng)新能力也在不斷提升。我們相信,這種持續(xù)的技術革新將為客戶帶來更大的價值,幫助他們在各自的市場中脫穎而出。選擇QCL激光器,不僅是選擇了一項先進的技術,更是選擇了一條通向未來的道路。無論是在環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)過程控制,還是在醫(yī)療健康等領域,QCL激光器都展示了其巨大的潛力和應用前景。通過深入的合作,我們希望能夠?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,為社會的進步貢獻一份力量。 在信息處理和通信領域,可調(diào)諧激光器可以用于構建高效的光通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡;
常見的溫室氣體光譜學檢測技術主要包括非分散紅外光譜技術(NDIR)、傅立葉變換光譜技術(FTIR)、差分光學吸收光譜技術(DOAS)、差分吸收激光雷達技術(DIAL)、可調(diào)諧半導體激光吸收光譜技術(TDLAS)、離軸積分腔輸出光譜技術(OA-ICOS)、光腔衰蕩光譜技術(CRDS)、激光外差光譜技術(LHS)、空間外差光譜技術(SHS)等。其中,NDIR技術利用氣體分子對寬帶紅外光的吸收光譜強度與濃度成正比的關系,進行溫室氣體反演,具有結構簡單、操作方便、成本低廉等優(yōu)點,但儀器的光譜分辨率和檢測靈敏度較低。FTIR技術通過測量紅外光的干涉圖,并對干涉圖進行傅立葉積分變換,從而獲得被測氣體紅外吸收光譜,能夠?qū)崿F(xiàn)多種組分同時監(jiān)測,適用于溫室氣體的本底、廓線和時空變化測量及其同位素探測,儀器系統(tǒng)較為復雜,價格比較昂貴。DOAS也是一種寬帶光譜檢測技術,能夠?qū)崿F(xiàn)多氣體組分探測,儀器光譜分辨率較低,易受水汽和氣溶膠的影響。DIAL技術是一種利用氣體分子后向散射效應對氣體遙感探測的光譜技術,具有高精度、遠距離、高空間分辨等優(yōu)點,系統(tǒng)較為復雜,成本較高。TDLAS技術利用窄線寬的可調(diào)諧激光光源,完整地掃描到氣體分子的一條或幾條吸收譜線?烧{(diào)諧激光器以其獨特的波長可調(diào)諧特性,成為了現(xiàn)代激光科技的重要支柱。貴州N2OQCL激光器型號
可調(diào)諧激光器的廣波長調(diào)諧能力和高精度控制特性,使其在多個領域具有巨大的應用潛力。吉林SF6QCL激光器供應商
中遠紅外波段包含了兩個重要的大氣窗口3-5μm和8-13μm波段,很多氣體的特征吸收峰都在這個波段,如NO、CO、CO2、NH3、SO2、SO3等,還有一些人體疾病如糖尿病、、胸、肺、精神疾病等特征氣體的吸收譜線也處于此波段,如圖4。不同氣體的特征吸收峰基于QCL的檢測系統(tǒng),具有體積小、檢測速度快、精確度高等特點,可以廣泛的應用在環(huán)境檢測、痕量氣體檢測、醫(yī)療診斷等方面,基于QCL的氣體檢測系統(tǒng)是QCL重要的應用之一,如氣體檢測系統(tǒng)如圖5。相比于傳統(tǒng)的氣體檢測技術(電化學檢測、氣相色譜分析、紅外LED),量子級聯(lián)激光器在氣體檢測的優(yōu)勢如下:1、量子級聯(lián)激光器具有很窄的光譜線寬,可以獲得氣體分子、原子光譜線中精細結構,因此基于量子級聯(lián)激光器的氣體檢測系統(tǒng)分辨率要遠高于其他光譜檢測方法,而且系統(tǒng)中不需要分光器件,可以通過調(diào)諧QCL的波長,就可在光電探測器中直接得到其吸收光譜。2、QCL的光束質(zhì)量好,其出射光的發(fā)散角小,可以利用光的反射來設計光學長程池從而增加系統(tǒng)的吸收光程,進而就可以提高系統(tǒng)的靈敏度,這對于低濃度的氣體檢測十分有效。 吉林SF6QCL激光器供應商
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