可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜（TunableDiodeLaserAbsorptionSpectroscopy）技術(shù)主要是利用可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器的窄線寬和波長隨注入電流改變的特性實(shí)現(xiàn)對分子的單個(gè)或幾個(gè)距離很近很難分辨的吸收線進(jìn)行測量,。TDLAS通常是用單一窄帶的激光頻率掃描一條**的氣體吸收線,。為了實(shí)現(xiàn)比較高的選擇性，分析一般在低壓下進(jìn)行,，這時(shí)吸收線不會(huì)因?yàn)閴毫Χ訉?。這種測量方法是Hinkley和Reid提出的,，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成為了非常靈敏和常用的大氣中痕量氣體的監(jiān)測技術(shù)。具有高靈敏度,、實(shí)時(shí),、動(dòng)態(tài)、多組分同時(shí)測量的優(yōu)點(diǎn),。由于半導(dǎo)體激光器的高單色性,，可以利用待測氣體分子的一條孤立的吸收譜線進(jìn)行測量，避免了不同分子光譜的交叉干擾,，從而準(zhǔn)確的鑒別出待測氣體,?？烧{(diào)諧紅外激光光譜技術(shù)獨(dú)特的優(yōu)勢以及在許多領(lǐng)域有著潛在的重要應(yīng)用價(jià)值，是近年來非常熱門的研究領(lǐng)域之一,?？烧{(diào)諧半導(dǎo)體激光器，目前常用于TDLAS技術(shù)的可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器包括：法珀（Fabry-Perot）激光器,、分布反饋式(DistributedFeedback)半導(dǎo)體激光器,、分布布喇格反射（DistributedBraggreflector）激光器、垂直腔表面發(fā)射（Vertical-cavitysurface-emitting）激光器和外腔調(diào)諧半導(dǎo)體激光器,。 DFB激光器同時(shí)提供對波長的平滑,、可調(diào)諧控制以及精確光纖通信和光譜應(yīng)用所需的極窄光譜寬度。湖南半導(dǎo)體QCL激光器批發(fā)

    基于可調(diào)諧二極管激光吸收光譜（TDLAS）技術(shù)的在線監(jiān)測系統(tǒng),，以其高靈敏度,、高分辨率及實(shí)時(shí)響應(yīng)的優(yōu)勢，在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域展現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景,。本研究首先解析了TDLAS技術(shù)的基本原理,，明確了其在氨逃逸檢測中的獨(dú)特作用機(jī)制，進(jìn)而設(shè)計(jì)了包含穩(wěn)定系統(tǒng)架構(gòu)與精細(xì)功能模塊劃分的氨逃逸在線監(jiān)測系統(tǒng),。在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)階段,，通過精心挑選的硬件組件與優(yōu)化的軟件算法，確保了系統(tǒng)的高效運(yùn)行與準(zhǔn)確監(jiān)測,。隨后,，對系統(tǒng)進(jìn)行了的性能測試，結(jié)果表明,，該系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測并準(zhǔn)確記錄氨逃逸數(shù)據(jù),，為環(huán)境保護(hù)與工業(yè)安全生產(chǎn)提供了有力的技術(shù)支持。本研究不僅豐富了TDLAS技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域的應(yīng)用案例,，也為氨逃逸監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展提供了新的思路與方向,。未來，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步與應(yīng)用的持續(xù)拓展,，TDLAS技術(shù)有望在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用,，推動(dòng)環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的整體發(fā)展。 黑龍江水QCL激光器批發(fā)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(gè)領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力,。

    當(dāng)紅外輻射的能量與氣體分子振動(dòng)躍遷所需的能量相匹配時(shí)，氣體分子會(huì)吸收特定波長的紅外光,，導(dǎo)致透過光的強(qiáng)度減弱,，從而形成特征吸收峰。輻射光子的能量與分子振動(dòng)躍遷的能量差相等,。l分子振動(dòng)伴隨偶極矩的變化（紅外活性）,。分子在紅外光譜中表現(xiàn)出基頻,、倍頻和組合頻吸收峰。l每種氣體分子具有獨(dú)特的紅外吸收譜帶,，這種特征吸收峰可以用來識(shí)別氣體種類。絕大多數(shù)氣態(tài)化學(xué)物質(zhì)在中紅外光譜區(qū)（≈2-25μm）都顯示出基本的振動(dòng)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(xué)技術(shù)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(yīng)用必將代替近紅外成為下一代高精度的選擇,。進(jìn)入21世紀(jì)全球環(huán)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(huán)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(jiān)控是預(yù)防災(zāi)難中激光法可以采取有效報(bào)警措施從而可以避免風(fēng)險(xiǎn)于災(zāi)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,。

    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(jī)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(shí)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(jìn)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(gè)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(yùn)作,。 光譜技術(shù)在氣體檢測領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,，其中OF-CEAS、CRDS和TDLAS是三種主要技術(shù),。

    閾值電流密度較低帶間躍遷和子帶間躍遷示意圖常規(guī)半導(dǎo)體激光器是雙極性器件,，導(dǎo)帶中的電子與價(jià)帶中的空穴復(fù)合生成光子，而量子級(jí)聯(lián)激光器是單極性器件,，只靠導(dǎo)帶中子帶間電子的躍遷產(chǎn)生光子,，如圖4所示，電子躍遷的始態(tài)與終態(tài)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(jí)聯(lián)激光器能夠低閾值工作的一個(gè)原因。當(dāng)然,，QCL的閾值電流密度也與有源區(qū)設(shè)計(jì),，材料生長以及器件結(jié)構(gòu)有關(guān)。尺寸較小圖5量子級(jí)聯(lián)激光器實(shí)物圖量子級(jí)聯(lián)激光器的尺寸較小,，如圖5所示,，量子級(jí)聯(lián)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(nèi),，從而方便地移動(dòng)和操作。量子級(jí)聯(lián)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(fā)展,。其中，有兩個(gè)里程碑,，一個(gè)是1997年室溫工作的分布反饋量子級(jí)聯(lián)激光器（DFB-QCL）的研制成功,，實(shí)現(xiàn)了波長為μm和8μm的DFB-QCL的室溫工作，其中μm的激光器300K時(shí)峰值功率為60mW,；另一個(gè)是2002年實(shí)現(xiàn)了波長為μm量子級(jí)聯(lián)激光器的室溫連續(xù)工作,，器件在292K時(shí)輸出功率為17mW，比較高連續(xù)工作溫度為321K,。 QCL有著非常重要的用途,，高精度痕量氣體傳感、自由空間光通信,、定向紅外干擾等,。黑龍江水QCL激光器批發(fā)

在大氣污染監(jiān)控中，QCL能夠準(zhǔn)確檢測大氣中的微量成分,，為環(huán)境保護(hù)提供有力支持,。湖南半導(dǎo)體QCL激光器批發(fā)

    復(fù)雜生態(tài)環(huán)境溫室氣體不同空間、時(shí)間尺度的濃度監(jiān)測是了解溫室氣體源與匯的基礎(chǔ)。目前適應(yīng)生態(tài)環(huán)境溫室氣體長期連續(xù)監(jiān)測的技術(shù)手段仍有待研究,?？烧{(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜(TunableDiodeLaserAbsorptionSpectroscopy,TDLAS)是一種非侵入式光譜測量技術(shù),具有高選擇、高靈敏度,、高分辨等特點(diǎn),與目前新興的中紅外量子級(jí)聯(lián)激光器(QuantumCascadeLaser,QCL)相結(jié)合,可實(shí)現(xiàn)分子"基頻"吸收光譜測量,進(jìn)一步提高檢測靈敏度,達(dá)到溫室氣體區(qū)域環(huán)境監(jiān)測需求,。激光氣體分析利用激光光譜技術(shù)，通過氣體對特定波長激光的吸收特性來檢測氣體濃度,。適用于檢測具有特定吸收特性的氣體,，如甲烷、二氧化碳,、一氧化碳、水蒸氣,、氧化亞氮和氨氣,。憑借其高精度、快速響應(yīng)和非接觸式檢測的特點(diǎn),，激光氣體分析儀在工業(yè)過程控制,、環(huán)境監(jiān)測、安全與泄漏檢測,、醫(yī)療與生命科學(xué)以及科研實(shí)驗(yàn)室等多個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用,。 湖南半導(dǎo)體QCL激光器批發(fā)