中遠(yuǎn)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(yīng)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(yīng)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(shù)(電化學(xué)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(xì)結(jié)構(gòu),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(yuǎn)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(shè)計光學(xué)長程池從而增加系統(tǒng)的吸收光程,進(jìn)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。 QCL激光器的基本結(jié)構(gòu)包括FP-QCL、DFB-QCL和ECqcL。山西SF6QCL激光器哪家好
大氣中CO2、CH4、N2O三大溫室氣體的特征吸收光譜主要位于近紅外和中紅外光波段,其中近紅外波段波長在-μm范圍,對應(yīng)于氣體分子的“泛頻”吸收譜帶,而中紅外波段波長位于-25μm范圍,對應(yīng)于氣體分子的“基頻”吸收譜帶,吸收強度要明顯高于近紅外波段,適用于濃度痕量氣體分子的高靈敏檢測。針對目前溫室氣體多目標(biāo)場景監(jiān)測需求,研究人員開展了不同形式的探測方法研究,主要包括地面探測、地基探測、機載探測和星載探測,綜合運用各種吸收光譜技術(shù)和儀器,通過掃描獲取溫室氣體紅外波段的特征吸收光譜,經(jīng)過光電信號轉(zhuǎn)換、光譜信號采集、濃度算法解析、軟件數(shù)據(jù)處理等技術(shù)過程,能夠?qū)崿F(xiàn)溫室氣體多組分高靈敏時空分辨觀測。 新疆國產(chǎn)QCL激光器報價可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜(TDLAS)是一種 具有高分辨率、高靈敏度、快速檢測特點的氣體檢測 技術(shù)。
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(dǎo)體光電器件技術(shù)、氣體檢測、醫(yī)學(xué)醫(yī)療以及自由空間光通信等領(lǐng)域具有重要科學(xué)意義和應(yīng)用價值。近年來,半導(dǎo)體帶間級聯(lián)激光器的量子阱能帶理論設(shè)計方法和激光器制備**技術(shù)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(shè)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(jié)合了傳統(tǒng)的量子阱激光器較長的上能級載流子復(fù)合壽命,以及量子級聯(lián)激光器(QCL)通過級聯(lián)結(jié)構(gòu)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(dǎo)體激光器吸收光譜技術(shù)(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。
量子級聯(lián)激光理論的創(chuàng)立和量子級聯(lián)激光器的發(fā)明使中遠(yuǎn)紅外波段高可靠、高功率和高特征溫度半導(dǎo)體激光器的實現(xiàn)成為可能。一般而言,量子級聯(lián)激光器系統(tǒng)包括量子級聯(lián)激光模塊,控制模塊以及接口模塊。量子級聯(lián)激光器從結(jié)構(gòu)上來說,可以分為分布反饋(DistributedFeedback)QCL,F(xiàn)-P(Fabry-Perot)QCL和外腔(ExternalCavity)QCL。量子級聯(lián)激光器由于其獨特的設(shè)計原理使其具有如下的獨特優(yōu)勢:1:可以提供超寬的光譜范圍(midIRtoTHz)。2:極好的波長可調(diào)諧性。3:很高的輸出功率,同時也可以工作在室溫環(huán)境下。目前國際上已研制出~19μm中遠(yuǎn)紅外量子級聯(lián)激光器系統(tǒng)。隨著技術(shù)的進(jìn)步,目前量子級聯(lián)激光器不但能以脈沖的方式工作,而且可以在連續(xù)工作的方式輸出大功率激光。激光模塊將QC激光器裝進(jìn)一個氣密性封裝內(nèi),比較大限度的保護了激光器的性能和壽命。 在材料科學(xué)領(lǐng)域,可調(diào)諧激光器可以用于精確控制材料的加工和改性過程。
量子級聯(lián)激光器(QuantumCascadeLaser)是一種能夠發(fā)射光譜在中紅外和遠(yuǎn)紅外頻段激光的半導(dǎo)體激光器。它是由貝爾實驗室于1994年率先實現(xiàn)。隨著量子級聯(lián)激光器技術(shù)的日趨成熟,它開始被較多地應(yīng)用于科學(xué)和工程研究。由于其明顯優(yōu)勢,在氣體檢測領(lǐng)域得到了迅速推廣?;诹孔蛹壜?lián)激光器的紅外光譜氣體檢測技術(shù)具有靈敏度高、檢測速度快等優(yōu)點,特別是在高精度光譜檢測方面所具有的明顯優(yōu)勢,使其成為研究和應(yīng)用的熱點。量子級聯(lián)激光器(QuantumcascadeLaser,QCL)是基于半導(dǎo)體耦合量子阱子帶(一般為導(dǎo)帶)間的電子躍遷所產(chǎn)生的一種單極性光源。量子(quantum)指的是通過調(diào)整有源區(qū)量子阱的厚度可以改變子帶的能級間距,實現(xiàn)對波長的“裁剪”,另外也指器件的尺寸較小。級聯(lián)(cascade)的意思是有源區(qū)中上一組成部分的輸出是下一部分的輸入,一級接一級串聯(lián)在一起。激光器(Laser)是指產(chǎn)生特定波長的光源。量子級聯(lián)激光器的波長可以覆蓋在、通信、氣體檢測等領(lǐng)域極具應(yīng)用價值的中遠(yuǎn)紅外波段。 QCL相比其它激光器具有體積小、重量輕的特點,其攜帶方便,便于系統(tǒng)化和集成化。西藏標(biāo)準(zhǔn)QCL激光器封裝
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(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。山西SF6QCL激光器哪家好
近年來,激光技術(shù)的快速發(fā)展為各行業(yè)帶來了前所未有的機遇。作為激光領(lǐng)域的一項重大突破,量子級聯(lián)激光驅(qū)動器的問世,將為用戶解決一系列實際問題,推動高科技產(chǎn)品的創(chuàng)新與應(yīng)用。量子級聯(lián)激光驅(qū)動器是一種新型激光器,能夠在更的波長范圍內(nèi)輸出高效激光,相比傳統(tǒng)激光器,其能量轉(zhuǎn)換效率更高,體積更小,且具備更強的穩(wěn)定性。這些優(yōu)勢使得量子級聯(lián)激光驅(qū)動器在多個應(yīng)用領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的前景。首先,在通信領(lǐng)域,量子級聯(lián)激光驅(qū)動器能夠有效提升數(shù)據(jù)傳輸速率和可靠性。隨著5G和未來6G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,對高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨笕找嬖黾?。量子級?lián)激光驅(qū)動器的高頻率輸出能力,為光纖通信提供了強有力的支持,幫助運營商實現(xiàn)更低延遲和更高帶寬的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。其次,在醫(yī)療領(lǐng)域,量子級聯(lián)激光驅(qū)動器的高精度激光輸出使得其在醫(yī)療成像和中具有重要應(yīng)用潛力。通過高分辨率成像,醫(yī)生能夠更有效地進(jìn)行疾病的早期診斷,尤其是在檢測和眼科方面,量子級聯(lián)激光驅(qū)動器為患者帶來了更精細(xì)的方案,極大提升了效果。 山西SF6QCL激光器哪家好