近年來,,激光技術的快速發(fā)展為各行業(yè)帶來了前所未有的機遇,。作為激光領域的一項重大突破,量子級聯(lián)激光驅(qū)動器的問世,,將為用戶解決一系列實際問題,,推動高科技產(chǎn)品的創(chuàng)新與應用。量子級聯(lián)激光驅(qū)動器是一種新型激光器,,能夠在更的波長范圍內(nèi)輸出高效激光,,相比傳統(tǒng)激光器,其能量轉(zhuǎn)換效率更高,,體積更小,,且具備更強的穩(wěn)定性。這些優(yōu)勢使得量子級聯(lián)激光驅(qū)動器在多個應用領域展現(xiàn)出廣闊的前景,。首先,,在通信領域,量子級聯(lián)激光驅(qū)動器能夠有效提升數(shù)據(jù)傳輸速率和可靠性,。隨著5G和未來6G網(wǎng)絡的發(fā)展,,對高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨笕找嬖黾印A孔蛹壜?lián)激光驅(qū)動器的高頻率輸出能力,,為光纖通信提供了強有力的支持,,幫助運營商實現(xiàn)更低延遲和更高帶寬的網(wǎng)絡服務,。其次,在醫(yī)療領域,,量子級聯(lián)激光驅(qū)動器的高精度激光輸出使得其在醫(yī)療成像和中具有重要應用潛力,。通過高分辨率成像,醫(yī)生能夠更有效地進行疾病的早期診斷,,尤其是在檢測和眼科方面,,量子級聯(lián)激光驅(qū)動器為患者帶來了更精細的方案,極大提升了效果,。 在光譜學領域,,可調(diào)諧激光器可以用于精確測量物質(zhì)的光譜特性;湖北N2OQCL激光器多少錢
復雜生態(tài)環(huán)境溫室氣體不同空間,、時間尺度的濃度監(jiān)測是了解溫室氣體源與匯的基礎,。目前適應生態(tài)環(huán)境溫室氣體長期連續(xù)監(jiān)測的技術手段仍有待研究??烧{(diào)諧半導體激光吸收光譜(TunableDiodeLaserAbsorptionSpectroscopy,TDLAS)是一種非侵入式光譜測量技術,具有高選擇,、高靈敏度、高分辨等特點,與目前新興的中紅外量子級聯(lián)激光器(QuantumCascadeLaser,QCL)相結合,可實現(xiàn)分子"基頻"吸收光譜測量,進一步提高檢測靈敏度,達到溫室氣體區(qū)域環(huán)境監(jiān)測需求,。激光氣體分析利用激光光譜技術,,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,、快速響應和非接觸式檢測的特點,,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)療與生命科學以及科研實驗室等多個領域中得到了廣泛應用。 湖北N2OQCL激光器多少錢提供從QCL光源,、MCT探測器等模塊組件,,再到激光氣體分析系統(tǒng)的全套解決方案。
量子級聯(lián)激光理論的創(chuàng)立和量子級聯(lián)激光器的發(fā)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(xiàn)成為可能,。一般而言,,量子級聯(lián)激光器系統(tǒng)包括量子級聯(lián)激光模塊,,控制模塊以及接口模塊,。量子級聯(lián)激光器從結構上來說,可以分為分布反饋(DistributedFeedback)QCL,,F(xiàn)-P(Fabry-Perot)QCL和外腔(ExternalCavity)QCL,。量子級聯(lián)激光器由于其獨特的設計原理使其具有如下的獨特優(yōu)勢:1:可以提供超寬的光譜范圍(midIRtoTHz)。2:極好的波長可調(diào)諧性,。3:很高的輸出功率,,同時也可以工作在室溫環(huán)境下。目前國際上已研制出~19μm中遠紅外量子級聯(lián)激光器系統(tǒng),。隨著技術的進步,,目前量子級聯(lián)激光器不但能以脈沖的方式工作,而且可以在連續(xù)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(nèi),,比較大限度的保護了激光器的性能和壽命。
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(xiàn)儀器的小型化,。另外,,高功率密度激光光源更方便實現(xiàn)長光程檢測。紅外激光光譜學依據(jù)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(qū),,相應于某些分子的“泛頻”譜帶。分子在這些譜帶的吸收系數(shù)比中紅外的基頻吸收要弱得多,,一般要低2-3數(shù)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(yè)元件方面的廣泛應用,,其價格相對便宜,,質(zhì)量、性能和輸出功率都相當優(yōu)越,,且在接近室溫工作,,使其在一些濃度較高或?qū)`敏度要求較低的污染源排放的氣體監(jiān)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(tǒng)檢測靈敏度的1-10%。 中紅外QCL-TDLAS在氣體檢測中具有高靈敏度,、高分辨率及快速響應等優(yōu)點,。
激光器的發(fā)展里程碑如下:1960年發(fā)明的固態(tài)激光器和氣體激光器,,1962年發(fā)明的雙極型半導體激光器和1994年發(fā)明的單極型量子級聯(lián)激光器(QCL)是激光領域的三個重大變革性里程碑。量子級聯(lián)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(tǒng)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(fā)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(zhì)結薄層內(nèi)由量子限制效應引起的分離電子態(tài)之間產(chǎn)生粒子數(shù)反轉(zhuǎn),從而實現(xiàn)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(fā)光波長,。量子級聯(lián)激光器比其它激光器的優(yōu)勢在于它的級聯(lián)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(fā)光。這個級聯(lián)過程使這些電子"循環(huán)"起來,,從而造就了一種令人驚嘆的激光器,。因此,量子級聯(lián)激光器的發(fā)明被視為半導體激光理論的一次變革和里程碑,。 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,。上海CH4QCL激光器
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(tǒng)化和集成化,。湖北N2OQCL激光器多少錢
常見的溫室氣體光譜學檢測技術主要包括非分散紅外光譜技術(NDIR)、傅立葉變換光譜技術(FTIR),、差分光學吸收光譜技術(DOAS),、差分吸收激光雷達技術(DIAL)、可調(diào)諧半導體激光吸收光譜技術(TDLAS),、離軸積分腔輸出光譜技術(OA-ICOS),、光腔衰蕩光譜技術(CRDS)、激光外差光譜技術(LHS),、空間外差光譜技術(SHS)等,。其中,NDIR技術利用氣體分子對寬帶紅外光的吸收光譜強度與濃度成正比的關系,,進行溫室氣體反演,,具有結構簡單、操作方便、成本低廉等優(yōu)點,,但儀器的光譜分辨率和檢測靈敏度較低,。FTIR技術通過測量紅外光的干涉圖,并對干涉圖進行傅立葉積分變換,,從而獲得被測氣體紅外吸收光譜,能夠?qū)崿F(xiàn)多種組分同時監(jiān)測,,適用于溫室氣體的本底,、廓線和時空變化測量及其同位素探測,儀器系統(tǒng)較為復雜,,價格比較昂貴,。DOAS也是一種寬帶光譜檢測技術,能夠?qū)崿F(xiàn)多氣體組分探測,,儀器光譜分辨率較低,,易受水汽和氣溶膠的影響。DIAL技術是一種利用氣體分子后向散射效應對氣體遙感探測的光譜技術,,具有高精度,、遠距離、高空間分辨等優(yōu)點,,系統(tǒng)較為復雜,,成本較高。TDLAS技術利用窄線寬的可調(diào)諧激光光源,,完整地掃描到氣體分子的一條或幾條吸收譜線,。湖北N2OQCL激光器多少錢