痕量氣體檢測對于很多領域都有著非常重要的作用,比如大氣環境監測、工業過程監測、燃燒流場診斷、人體呼吸氣體檢測等等。而紅外光譜為分子的振動躍遷光譜,因此在檢測技術中,“紅外激光光譜法”是目前受到較多關注的主流方法之一。不同于傅里葉變換紅外光譜(FTIR)、非分散紅外光譜(NDIR)這些“紅外光譜”同門,紅外激光光譜配置的不是寬帶光源,而是高單色性的紅外激光。有著更高的光譜分辨率、可以實現長光程檢測、不需要額外分光部件,儀器能夠進一步小型化等等優點。按波段來分的話,紅外激光光譜法主要涉及近紅外和中紅外兩個波段。相對于近紅外,中紅外波段是氣體分子基帶吸收光譜區,分子吸收線的強度比近紅外要大幾個量級。比如,CH4在3.3um處的吸收強度,是其在1.6um處的163倍,理論檢測下限可達0.9ppb/m。因此,它能夠實現痕量氣體的超高靈敏探測。在一些濃度較低或對靈敏度要求較高的污染源排放的氣體監測中,有很好的應用。 QCL相比其它激光器具有體積小、重量輕的特點,其攜帶方便,便于系統化和集成化。山東CH4QCL激光器批發
1994年4月,貝爾實驗室在《科學》上報道了***個子帶間量子級聯激光器。帶間級聯和量子級聯激光器的研究都源于早期對于半導體超晶格的研究以及通過子帶間躍遷實現激光器的探索。在帶間級聯激光器提出的2~3年內,空穴注入區就已經提出并加入到了帶間級聯激光器的結構中。同時,W型二類量子阱的概念也被提出,并取代了原先的單邊型的二類量子阱??昭ㄗ⑷雲^和W型有源區的設計直到***也一直被采用。1997年,由休斯頓大學和桑迪亞國家實驗室合作完成的***臺可達170K低溫工作的帶間級聯激光器被報道出來,此后,對于二類量子阱的研究也取得了一定進展,而帶間級聯激光器也在1998~2000年工作溫度逐漸提升至250~286K,微分量子效率超過了傳統極限的100%,從而證實了級聯過程。里程碑式的突破是在2002年,研究人員Yang等實現了***臺室溫脈沖激射的帶間級聯激光器,由18個周期構成。 四川H2OQCL激光器工廠TDLAS技術有高效、選擇高、響應快、適應性強等優點,通過追蹤分子的吸收光譜獲得特征參數的重要手段。
閾值電流密度較低帶間躍遷和子帶間躍遷示意圖常規半導體激光器是雙極性器件,導帶中的電子與價帶中的空穴復合生成光子,而量子級聯激光器是單極性器件,只靠導帶中子帶間電子的躍遷產生光子,如圖4所示,電子躍遷的始態與終態的曲線的曲率相同,這樣形成的增益譜很窄而且對稱,是量子級聯激光器能夠低閾值工作的一個原因。當然,QCL的閾值電流密度也與有源區設計,材料生長以及器件結構有關。尺寸較小圖5量子級聯激光器實物圖量子級聯激光器的尺寸較小,如圖5所示,量子級聯激光器管芯的長度一般為3mm,隨著激光器性能提高,可以將其封裝在方盒內,從而方便地移動和操作。量子級聯激光器的工作溫度、輸出性能和波長覆蓋范圍在過去的20年取得了迅猛發展。其中,有兩個里程碑,一個是1997年室溫工作的分布反饋量子級聯激光器(DFB-QCL)的研制成功,實現了波長為μm和8μm的DFB-QCL的室溫工作,其中μm的激光器300K時峰值功率為60mW;另一個是2002年實現了波長為μm量子級聯激光器的室溫連續工作,器件在292K時輸出功率為17mW,比較高連續工作溫度為321K。
量子級聯激光理論的創立和量子級聯激光器的發明使中遠紅外波段高可靠、高功率和高特征溫度半導體激光器的實現成為可能。一般而言,量子級聯激光器系統包括量子級聯激光模塊,控制模塊以及接口模塊。量子級聯激光器從結構上來說,可以分為分布反饋(DistributedFeedback)QCL,F-P(Fabry-Perot)QCL和外腔(ExternalCavity)QCL。量子級聯激光器由于其獨特的設計原理使其具有如下的獨特優勢:1:可以提供超寬的光譜范圍(midIRtoTHz)。2:極好的波長可調諧性。3:很高的輸出功率,同時也可以工作在室溫環境下。目前國際上已研制出~19μm中遠紅外量子級聯激光器系統。隨著技術的進步,目前量子級聯激光器不但能以脈沖的方式工作,而且可以在連續工作的方式輸出大功率激光。激光模塊將QC激光器裝進一個氣密性封裝內,比較大限度的保護了激光器的性能和壽命。 在材料科學領域,可調諧激光器可以用于精確控制材料的加工和改性過程。
紅外光譜檢測方法主要有使用寬帶光源的傅里葉變換紅外光譜(FTIR)和非分散紅外光譜(NDIR)技術,以及紅外激光光譜技術。與使用寬帶光源的FTIR和NDIR相比,紅外激光光譜由于采用高單色性的紅外激光作為光源,具有更高的光譜分辨率,不需要使用額外的分光部件,易于實現儀器的小型化。另外,高功率密度激光光源更方便實現長光程檢測。紅外激光光譜學依據波段分為近紅外光譜和中紅外光譜。近紅外波段工作在-μm的近紅外區,相應于某些分子的“泛頻”譜帶。分子在這些譜帶的吸收系數比中紅外的基頻吸收要弱得多,一般要低2-3數量級。盡管如此,由III-V族化合物制成的半導體激光由于在通信和電子工業元件方面的廣泛應用,其價格相對便宜,質量、性能和輸出功率都相當優越,且在接近室溫工作,使其在一些濃度較高或對靈敏度要求較低的污染源排放的氣體監測中得到了很好的應用,足以達到ppm的檢測水平,甚至到達ppb的水平,接近中紅外光譜系統檢測靈敏度的1-10%。 中紅外光譜是分子的基頻吸收區,對痕量氣體具有極高的敏感度,這使得它成為溫室氣體監測的理想選擇。陜西加工QCL激光器型號
QCL在高靈敏檢測方面具備天然的優勢,可能成為呼吸氣體分析技術領域瓶頸的可靠解決方案。山東CH4QCL激光器批發
**QCL激光器:寧波寧儀信息技術有限公司,照亮創新之路的科技之光**寧波寧儀信息技術有限公司,在QCL(量子級聯激光器)這一高科技領域內,猶如一顆璀璨的明星,熠熠生輝。我們專注于為客戶提供性能、高度定制化的激光器解決方案,致力于推動科技進步與產業升級。**產品優勢:性能,科技前沿**我們的QCL激光器,得益于先進的量子級聯技術,實現了前所未有的高功率輸出,確保了激光的穩定性和可靠性。這一技術突破,不僅提升了激光器的轉換效率,更將光譜線寬壓縮至極窄范圍,為用戶帶來了前所未有的精細度和高效性。與此同時,我們積極響應國家國產化號召,通過自主研發與自主生產,大幅度降低了成本,提升了產品的性價比,讓用戶能夠以更加實惠的價格,享受到國際前列品質的激光解決方案。**產品特征:定制化服務,滿足多元需求**我們深知,每一個客戶的需求都是的。因此,我們提供的定制化服務,從波長、功率到光束質量,每一個細節都可根據客戶的具體需求進行量身定制。這種高度靈活的服務模式,確保了我們的QCL激光器能夠完美適配各種應用場景,滿足客戶的多元化需求。**高功率輸出:釋放無限潛能**高功率輸出,是我們QCL激光器的又一大亮點。無論是光譜分析、材料加工。 山東CH4QCL激光器批發