當紅外輻射的能量與氣體分子振動躍遷所需的能量相匹配時,氣體分子會吸收特定波長的紅外光,導致透過光的強度減弱,從而形成特征吸收峰。輻射光子的能量與分子振動躍遷的能量差相等。l分子振動伴隨偶極矩的變化(紅外活性)。分子在紅外光譜中表現出基頻、倍頻和組合頻吸收峰。l每種氣體分子具有獨特的紅外吸收譜帶,這種特征吸收峰可以用來識別氣體種類。絕大多數氣態化學物質在中紅外光譜區(≈2-25μm)都顯示出基本的振動吸收帶,這些基本帶對光的吸收提供了一種幾乎通用的檢測手段。光學技術的主要特征是對痕量氣體的非侵入式原位檢測能力。目前中紅外激光在定量痕量氣體檢測中的應用必將代替近紅外成為下一代高精度的選擇。進入21世紀全球環境問題日益突出,各國都在在努力減少溫室氣體排放。二氧化碳(CO2)通常被稱為溫室氣體,但其他使全球環境惡化的氣體還包括二氧化硫(SO2)和二氧化氮(NO2)。此外,在氣體泄漏檢測和性氣體的集中監控是預防災難中激光法可以采取有效報警措施從而可以避免風險于災難之前。激光吸收光譜法是檢測微量氣體的方法之一。它使用分布式反饋激光二極管(DFB-LD)檢測某種氣體,該二極管具有特定于該氣體的光吸收波長。 TDLAS能實現"原位、連續、實時測量",環境適應力強,易于設備的小型化。云南COQCL激光器公司
在現代民用領域,QCL激光器(量子級聯激光器)作為紅外對抗系統的重要組成部分,正逐漸顯示出其不可或缺的地位。隨著技術的不斷進步,以及對安全和效率的日益重視,QCL激光器在紅外對抗中的應用案例層出不窮,展現出其的性能和的適用性。以某國家的防空系統為例,該系統在面對敵方導彈威脅時,采用了QCL激光器紅外對抗技術。這一技術通過精確發射特定波長的激光,成功地干擾了敵方導彈的紅外尋的系統,顯著提高了防空能力。通過這種方式,防空系統不僅能夠有效保護關鍵設施的安全,還能夠降低潛在的經濟損失。這一成功應用案例展示了QCL激光器在實際戰斗環境中的高效性和實用性,同時也反映了現代中科技應用的重要性。 甘肅COQCL激光器多少錢激光氣體分析被用于各種氣體檢測研究。高精度和靈敏度使其成為研究氣體環境科學和物理化學性質的理想設備。
相比較與其它激光器,量子級聯激光器的優點如下:1)中遠紅外和太赫茲波段出射;在QCL發明之前,半導體激光器的發射波長主要在可見光和近紅外波段,當我們需要使用中遠紅外和太赫茲波段的激光時,半導體激光器對此則有些無能為力,不同體系激光器激射波長范圍如圖3。QCL的發明,使得半導體激光器也能激射出中遠紅外和太赫茲波段的激光。如圖3.不同激光器發光范圍[15]2)寬波長范圍;QCL激射波長取決于子帶間能量差,可以通過設計量子阱層厚度來實現波長控制,所以量子級聯激光器的激射波長范圍極寬(約3-250μm),并且可以根據實際需求設計特定波長的激光輸出。3)體積小;QCL相比其它激光器如:一氧化碳激光器(激射波長為4-5μm)和二氧化碳激光器(激射波長為μm),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。4)單極型結構;傳統結構半導體激光器為雙極型,其出光原理依靠的是p-n結中導帶電子和價帶空穴復合所產生的受激輻射,而QCL全程只有電子參與,空穴并未參與輻射發光過程,所以量子級聯激光器為單極型激光器,且其出射的激光具有很好的單向偏振性。5)高的電子利用效率;因為QCL所獨特的級聯結構,電子在參與完子帶間躍遷發光后,并沒有湮滅。
激光器的發展里程碑如下:1960年發明的固態激光器和氣體激光器,1962年發明的雙極型半導體激光器和1994年發明的單極型量子級聯激光器(QCL)是激光領域的三個重大變革性里程碑。量子級聯激光器的工作原理與通常的半導體激光器截然不同,它打破了傳統p-n結型半導體激光器的電子-空穴復合受激輻射機制,其發光波長由半導體能隙來決定,填補了半導體中紅外激光器的空白。QCL受激輻射過程只有電子參與,其激射方案是利用在半導體異質結薄層內由量子限制效應引起的分離電子態之間產生粒子數反轉,從而實現單電子注入的多光子輸出,并且可以輕松得通過改變量子阱層的厚度來改變發光波長。量子級聯激光器比其它激光器的優勢在于它的級聯過程,電子從高能級跳躍到低能級過程中,不但沒有損失,還可以注入到下一個過程再次發光。這個級聯過程使這些電子"循環"起來,從而造就了一種令人驚嘆的激光器。因此,量子級聯激光器的發明被視為半導體激光理論的一次變革和里程碑。 QCL會被集成到光譜儀中,完成紅外光譜檢測。QCL被認為是中遠紅外范圍內氣體檢測的優勢光源。
QCL(量子級聯激光器)激光驅動器是專門設計用于激勵量子級聯激光器的電子設備。QCL是一種基于半導體材料的激光器,具有較高的效率和可調的波長,廣泛應用于光譜學、激光雷達和通信等領域。QCL激光驅動器的主要功能包括:1.電流控制:提供穩定的電流源,以確保QCL在比較好工作狀態下運行。2.調制功能:能夠對激光輸出進行調制,以實現不同的應用需求,如脈沖激光輸出。3.溫度控制:通常集成溫控系統,以保持激光器在穩定的溫度環境中工作,確保性能穩定。4.保護功能:具備過流、過溫等保護機制,以防止激光器因異常條件而損壞。選擇合適的QCL激光驅動器時,需要考慮激光器的工作參數、所需的調制頻率和穩定性等因素。量子級聯激光器是一種新型半導體激光器,體積小、壽命長等特點,其工作原理卻和傳統半導體激光器截然不同。福建一氧化氮QCL激光器加工
TDLAS利用半導體激光器的波長調諧特性,可獲得待測氣體特征吸收峰的吸收光譜,對氣體定量的分析。云南COQCL激光器公司
TDLAS技術具有高靈敏度、高光譜分辨率、快速響應等優點,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,該技術可實現對氣體體系溫度、濃度、速度和流量等參數的測量。無干擾、低價、可小型化等是TDLAS技術的主要優點。我們致力于發展高速(微秒級)、高靈敏(ppb級)、可攜帶式的基于可調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:使用調諧半導體激光器作為光源,能夠在特定的窄波段范圍內快速調諧激光波長,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。 云南COQCL激光器公司