分子紅外光譜與分子的結構密切相關,是研究表征分子結構的一種有效手段,將一束不同波長的紅外射線照射到物質的分子上,某些特定波長的紅外射線被吸收,形成這一分子的紅外吸收光譜。每種分子都有由其組成和結構決定的獨有的紅外吸收光譜,可以采用與標準化合物的紅外光譜對比的方法來做分析鑒定。紅外光譜法主要研究在振動中伴隨有偶極矩變化的化合物(沒有偶極矩變化的振動在拉曼光譜中出現)。因此,除了單原子和同核分子如Ne、He、H2等之外,幾乎所有的有機化合物在紅外光譜區均有吸收。除光學異構體,某些高分子量的高聚物以及在分子量上只有微小差異的化合物外,凡是具有結構不同的兩個化合物,一定不會有相同的紅外光譜。通常紅外吸收帶的波長位置與吸收譜帶的強度,反映了分子結構上的特點,可以用來鑒定未知物的結構組成或其化學基團;而吸收譜帶的吸收強度與分子組成或化學基團的含量有關,可用以進行定量分析和純度鑒定。由于紅外光譜分析特征性強,氣體、液體、固體樣品都可測定,并具有用量少,分析速度快,不破壞樣品的特點。因此,紅外光譜法不僅與其它許多分析方法一樣,能進行定性和定量分析,而且該法是鑒定化合物和測定分子結構的**有用方法之一。 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。湖南CO2QCL激光器批發
作為半導體激光技術發展的里程碑,量子級聯激光器(QCL)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,為氣體分析等中紅外應用提供了新型光源,因此QCL日益受到關注。尤其是近10年,越來越多的科研人員開始研究QCL在氣體檢測方面的應用,使得它的優勢和潛力被更多的認識和挖掘。中遠紅外量子級聯激光器(QCL)眾所周知,QCL屬于新一代半導體激光器,它的特性不同于傳統半導體激光器。用中科院半導體所劉峰奇研究員的“兩層含義”解釋,應該更加形象。首先是量子含義,是指激光器由納米級厚度的半導體異質結超薄層構成,利用量子限制效應,通過調節每層材料的厚度和子帶間距,從而調節波長;其次是級聯含義,它的有源區由多級耦合量子阱串接組成,可實現單電子注入的倍增光子輸出,可望獲得大功率,而普通的半導體激光器是利用電子空穴對的復合發射光子,這是普通激光器不具備的一個性能。 江西SF6QCL激光器哪家好QCL激光器的基本結構包括FP-QCL、DFB-QCL和ECqcL。
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場景監測需求,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,經過光電信號轉換、光譜信號采集、濃度算法解析、軟件數據處理等技術過程,能夠實現溫室氣體多組分高靈敏時空分辨觀測。
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。因此可以掙脫實驗室的束縛,在產業應用中大展拳腳。比如大氣環境在線監測、發動機效率檢測、汽車尾氣測量、工業過程氣體實時監測等等。TDLAS利用半導體激光器的波長調諧特性,可獲得被選定的待測氣體特征吸收峰的吸收光譜,從而對氣體定性或者定量的分析。每種氣體分子的吸收峰受其他氣體吸收干擾很小,所以也稱之為"分子的指紋峰"TDLAS技術簡單來說就是這些氣體"分子指紋"的識別系統,具有很強的選擇性。此外,TDLAS的檢測靈敏度也是較高的,不過檢出限能達到怎樣的量級,就和所用光源有著很大的關系。常見的污染氣體的"指紋峰"主要集中在4μm-10μm,基本是中紅外的天下,所以,作為中紅外激光光源的QCL,則可展現性能優勢。再加之高輸出功率,檢出限可達到ppb,甚至ppt級別。這比傳統的近紅外光源所能達到的水平,整整高出了3~6個量級。 TDLAS利用可調諧半導體激光器的窄線寬和波長隨注入電流變化,對分子的單個或幾個相近的吸收線進行測量。
量子級聯激光器(QuantumCascadeLaser,QCL)作為一種新興的激光技術,正在多個領域中展現出其獨特的優勢和廣泛的應用潛力。其的優點使得產品在市場上備受青睞,尤其是在環境監測、醫療成像和工業檢測等方面。首先,量子級聯激光器具有出色的波長可調性,能夠在中紅外范圍內實現高效發射。這一特性使得量子級聯激光器在氣體傳感領域的應用尤為突出。通過精確的波長調節,用戶可以針對特定氣體進行高靈敏度的檢測,從而有效解決了傳統傳感器難以檢測低濃度有害氣體的問題。這不僅提高了環境監測的精度,也為企業的安全生產提供了有力保障。其次,量子級聯激光器在醫療成像領域也展現出了巨大的優勢。其高功率和高效率的特性,能夠提升成像系統的分辨率和信噪比,使得醫生能夠更清晰地觀察到組織和的狀態。這對于早期疾病的診斷和方案的制定具有重要意義,從而提高了患者的效率,降低了醫療成本。 在光譜學領域,可調諧激光器可以用于精確測量物質的光譜特性;河南CO2QCL激光器公司
DFB激光器同時提供對波長的平滑、可調諧控制以及精確光纖通信和光譜應用所需的極窄光譜寬度。湖南CO2QCL激光器批發
隨著經濟的發展,人類對于大自然的干擾和對環境的破壞愈發嚴重,無論是酸雨等氣候災害、亦或是全球氣候變暖、還是霧霾現象頻發,都嚴重的影響著人們的生存環境。各國科學家對環境監控都十分重視。2008年,正值北京奧運會舉辦之際,美國普林斯頓科研小組利用量子級聯激光器搭建了開路式氣體檢測系統,對北京進行了空氣質量評估。“HIPPO”項目(由美國國家科學基金會(NSF)和美國國家海洋和大氣局(NOAA)支持)和“CalNEX”項目(由美國加州空氣資源局(CARB)和NOAA支持)正在開展溫室氣體的相關研究工作。[2]工業監控在石油化工、金屬冶煉、礦山開采等行業生產過程中,通過檢測產生的相應氣體的濃度可以進行進程監控,也可以監控泄露危險氣體的濃度,以保障生產安全,已有技術采用μmQCL對工業燃燒排氣系統中產生的NO氣體進行實時檢測,并使用μm的脈沖QCL對物產生的氣體進行光學檢測。醫學應用有的疾病會造成人類呼出氣體成分的異常升高,通過對呼出氣體的種類和濃度進行準確的分析,可以對臨床診斷和提供有價值的參考,而且不必因為使用CT等儀器而引入過多的輻射。例如,患有糖尿病、肝臟和腎臟疾病的患者呼出的氣體中NH3濃度會出現異常。 湖南CO2QCL激光器批發