QCL激光器的基本結(jié)構(gòu)包括FP-QCL（上圖）,、DFB-QCL（中圖）和ECqcL（下圖）,。增益介質(zhì)顯示為灰色,，波長選擇機制為藍(lán)色,，鍍膜面為橙色,，輸出光束為紅色。1.**簡單的結(jié)構(gòu)是F-P腔激光器（FP-QCL）。在F-P結(jié)構(gòu)中,，切割面為激光提供反饋，有時也使用介質(zhì)膜以優(yōu)化輸出,。2.第二種結(jié)構(gòu)是在QC芯片上直接刻分布反饋光柵,。這種結(jié)構(gòu)（DFB-QCL）可以輸出較窄的光譜,，但是輸出功率卻比FP-QCL結(jié)構(gòu)低很多。通過**大范圍的溫度調(diào)諧,，DFB-QCL還可以提供有限的波長調(diào)諧（通過緩慢的溫度調(diào)諧獲得10~20cm-1的調(diào)諧范圍，或者通過快速注進電流加熱調(diào)諧獲得2~3cm-1的范圍）,。3.第三種結(jié)構(gòu)是將QC芯片和外腔結(jié)合起來，形成ECqcL,。這種結(jié)構(gòu)既可以提供窄光譜輸出,，又可以在QC芯片整個增益帶寬上（數(shù)百cm-1）提供快調(diào)諧（速度超過10ms）,。由于ECqcL結(jié)構(gòu)使用低損耗元件,，因此它可在便攜式電池供電的條件下高效運作。 QCL在高靈敏檢測方面具備天然的優(yōu)勢，可能成為呼吸氣體分析技術(shù)領(lǐng)域瓶頸的可靠解決方案,。吉林CH4QCL激光器型號

    2002年之后,，帶間級聯(lián)激光器在美國噴氣推進實驗室（JPL）取得了更加快速的發(fā)展,，在低閾值電流、高工作溫度以及長波長等方向上都取得了矚目的成果,。其中**重要的是2005年,，研究人員制作出的單縱模分布反饋式激光器（DFB）可以實現(xiàn)甲烷氣體的檢測,。并于2007年交付美國國家航空航天局（NASA）的好奇號進行火星的甲烷探測,。2008年,，美國海軍實驗室（NRL）經(jīng)過多年優(yōu)化和發(fā)展,，終于實現(xiàn)了里程碑式的***臺室溫連續(xù)激射的帶間級聯(lián)激光器,，連續(xù)波**高工作溫度可達(dá)319K，激射波長為μm,。2011年,，美國海軍實驗室在材料設(shè)計的基礎(chǔ)上，又進一步提出了“載流子再平衡”的概念,，解決了有源區(qū)中電子和空穴的數(shù)量不均等問題,，通過改變電子注入?yún)^(qū)中的摻雜濃度，平衡有源區(qū)中過高的空穴濃度,。之后,，德國伍茲堡大學(xué)在“載流子再平衡”的基礎(chǔ)上,，提出了短注入?yún)^(qū)的設(shè)計,。2014年，美國海軍實驗室通過增加有源級聯(lián)區(qū)的周期數(shù)及分別限制層的厚度,，進一步提高了帶間級聯(lián)激光器的器件指標(biāo),，其室溫連續(xù)輸出功率達(dá)592mW，輸出特性以及輸出波長如圖3和4所示,。這也是目前帶間級聯(lián)激光器輸出功率的**高指標(biāo),，并在2015年成功制作級聯(lián)數(shù)為10的帶間級聯(lián)激光器。 遼寧半導(dǎo)體QCL激光器可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器調(diào)制光譜技術(shù)具有非侵入式原位快速在線測量和遙測等的特有優(yōu)勢,。

    TDLAS能實現(xiàn)"原位,、連續(xù)、實時測量",，環(huán)境適應(yīng)力強,，易于設(shè)備的小型化。因此可以掙脫實驗室的束縛,，在產(chǎn)業(yè)應(yīng)用中大展拳腳,。比如大氣環(huán)境在線監(jiān)測、發(fā)動機效率檢測,、汽車尾氣測量,、工業(yè)過程氣體實時監(jiān)測等等。TDLAS利用半導(dǎo)體激光器的波長調(diào)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(shù)簡單來說就是這些氣體"分子指紋"的識別系統(tǒng),，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(dá)到怎樣的量級,，就和所用光源有著很大的關(guān)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(xiàn)性能優(yōu)勢,。再加之高輸出功率，檢出限可達(dá)到ppb,，甚至ppt級別,。這比傳統(tǒng)的近紅外光源所能達(dá)到的水平，整整高出了3~6個量級,。

    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,。 TDLAS技術(shù)采用的半導(dǎo)體激光光源的光譜,，寬度遠(yuǎn)小于氣體吸收譜線的展寬，得到單線吸收光譜,。

    量子級聯(lián)激光器是基于多個量子阱異質(zhì)結(jié)中掩埋次能級躍遷的單極半導(dǎo)體注入激光器,，它們是通過能帶工程并通過分子束外延生長方法得到的,。QCL激光器的輸出波長依賴于量子阱和作用區(qū)掩埋層的厚度而不是激光材料的能級,。由于QCL輸出波長不受帶隙寬度的限制，因而能夠被制成在中紅外波長區(qū)較寬范圍里輸出,。QCL的輸出波長區(qū)可以從μm到60μm,，激光輸出功率可以達(dá)到幾個mW。QCL在脈沖工作方式下可以工作在室溫下,，并且已經(jīng)被用于痕量氣體的光譜檢測,，但由于脈沖激光固有特點使其線寬相對較寬。雖然單模連續(xù)輸出DFB－QCL已早有報道,，但到目前為止,，還沒有痕量氣體檢測的報道。鑒于目前中紅外光譜區(qū)傳統(tǒng)激光技術(shù)存在的需要低溫制冷等限制,，利用技術(shù)成熟的近紅外激光光源的參量頻率轉(zhuǎn)換實現(xiàn)室溫下連續(xù)波中紅外相干光源輸出是一個有效的補充,。在中紅外光譜相干光輸出的參量過程主要有光參量振蕩（OPO）和差頻變換（DFG）。 量子級聯(lián)激光器使中遠(yuǎn)紅外波段高可靠,、高功率和高特征溫度激光器成為可能,，為氣體分析等提供了新型光源。內(nèi)蒙古水QCL激光器供應(yīng)商

基于光譜學(xué)原理的氣體檢測技術(shù),，有非接觸,、快響應(yīng),、高靈敏、大范圍監(jiān)測等優(yōu)點,，是監(jiān)測技術(shù)的主流研究方向,。吉林CH4QCL激光器型號

    量子級聯(lián)激光器（QuantumCascadeLaser,QCL）作為一種新興的激光技術(shù)，正在多個領(lǐng)域中展現(xiàn)出其獨特的優(yōu)勢和廣泛的應(yīng)用潛力,。其的優(yōu)點使得產(chǎn)品在市場上備受青睞,，尤其是在環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療成像和工業(yè)檢測等方面,。首先,，量子級聯(lián)激光器具有出色的波長可調(diào)性，能夠在中紅外范圍內(nèi)實現(xiàn)高效發(fā)射,。這一特性使得量子級聯(lián)激光器在氣體傳感領(lǐng)域的應(yīng)用尤為突出,。通過精確的波長調(diào)節(jié)，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(tǒng)傳感器難以檢測低濃度有害氣體的問題,。這不僅提高了環(huán)境監(jiān)測的精度，也為企業(yè)的安全生產(chǎn)提供了有力保障,。其次,，量子級聯(lián)激光器在醫(yī)療成像領(lǐng)域也展現(xiàn)出了巨大的優(yōu)勢。其高功率和高效率的特性,，能夠提升成像系統(tǒng)的分辨率和信噪比,，使得醫(yī)生能夠更清晰地觀察到組織和的狀態(tài)。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(yī)療成本。 吉林CH4QCL激光器型號