中紅外溫室氣體激光器在環(huán)境監(jiān)測和氣候變化研究中正發(fā)揮著越來越關鍵的作用,，隨著全球對溫室氣體減排的日益重視，市場對高效,、精確的氣體檢測設備的需求也在不斷攀升,。中紅外溫室氣體激光器憑借其的性能和技術優(yōu)勢，已經(jīng)成為這一領域不可或缺的重要工具,。首先,，這種激光器能夠精確檢測諸如二氧化碳、甲烷等主要溫室氣體,，其高靈敏度和選擇性使其在環(huán)境監(jiān)測,、工業(yè)排放評估以及城市空氣質量檢測等方面發(fā)揮著至關重要的作用。各國和企業(yè)逐步加強對溫室氣體排放的監(jiān)管,，推動了中紅外溫室氣體激光器的廣泛應用,，比如在城市的空氣質量監(jiān)測中，這些激光器可以實時提供數(shù)據(jù),，使得相關部門能夠及時采取措施,，改善空氣質量，保護民眾的健康,。其次,，技術的不斷進步為中紅外溫室氣體激光器的性能提升提供了新的可能。近年來,，激光技術的創(chuàng)新使得這些設備在體積,、功耗和成本方面得到了改善。例如,，采用新型材料和工藝,，使得激光器的體積更加小巧，便于攜帶和部署,，同時降低了生產(chǎn)和維護成本,。這一趨勢不僅降低了使用門檻，也使得中紅外溫室氣體激光器能夠在更多的應用場景中發(fā)揮作用，滿足市場對靈活性和便攜性的需求,，甚至可以應用于野外勘測和移動監(jiān)測等場合,。 可調(diào)諧半導體激光器調(diào)制光譜技術具有非侵入式原位快速在線測量和遙測等的特有優(yōu)勢。上海水QCL激光器批發(fā)

    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319K,，激射波長為μm。2011年,，美國海軍實驗室在材料設計的基礎上,，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,，德國伍茲堡大學在“載流子再平衡”的基礎上,，提出了短注入?yún)^(qū)的設計。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，其室溫連續(xù)輸出功率達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，并在2015年成功制作級聯(lián)數(shù)為10的帶間級聯(lián)激光器,。 上海水QCL激光器批發(fā)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。

    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(jiān)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(jīng)過光電信號轉換,、光譜信號采集,、濃度算法解析、軟件數(shù)據(jù)處理等技術過程,，能夠實現(xiàn)溫室氣體多組分高靈敏時空分辨觀測。

    可調(diào)諧半導體激光吸收光譜（TunableDiodeLaserAbsorptionSpectroscopy）技術主要是利用可調(diào)諧半導體激光器的窄線寬和波長隨注入電流改變的特性實現(xiàn)對分子的單個或幾個距離很近很難分辨的吸收線進行測量,。TDLAS通常是用單一窄帶的激光頻率掃描一條**的氣體吸收線,。為了實現(xiàn)比較高的選擇性，分析一般在低壓下進行,，這時吸收線不會因為壓力而加寬,。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,。具有高靈敏度,、實時、動態(tài),、多組分同時測量的優(yōu)點,。由于半導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行測量,，避免了不同分子光譜的交叉干擾,，從而準確的鑒別出待測氣體?？烧{(diào)諧紅外激光光譜技術獨特的優(yōu)勢以及在許多領域有著潛在的重要應用價值,，是近年來非常熱門的研究領域之一?？烧{(diào)諧半導體激光器,，目前常用于TDLAS技術的可調(diào)諧半導體激光器包括：法珀（Fabry-Perot）激光器、分布反饋式(DistributedFeedback)半導體激光器,、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)諧半導體激光器。 QCL激光器的基本結構包括FP-QCL、DFB-QCL和ECqcL,。

    紅外激光光譜學獨特的優(yōu)勢以及在許多領域有著潛在的重要應用價值,，是近年來非常熱門的研究領域之一。主要的應用有：(1)高選擇性,，高分辨率的光譜技術,，由于分子光譜的“指紋”特征，它不受其它氣體的干擾,。這一特性與其它方法相比有明顯的優(yōu)勢,。(2)它是一種對所有在紅外有吸收的活躍分子都有效的通用技術，同樣的儀器可以方便的改成測量其它組分的儀器,，只需要改變激光器和標準氣,。由于這個特點，很容易就能將其改成同時測量多組分的儀器,。(3)它具有速度快,，靈敏度高的優(yōu)點。在不失靈敏度的情況下,，其時間分辨率可以在ms量級,。應用該技術的主要領域有：分子光譜研究、工業(yè)過程監(jiān)測控制,、燃燒過程診斷分析,、發(fā)動機效率和機動車尾氣測量、檢測,、大氣中痕量污染氣體監(jiān)測等,。因此，可調(diào)諧紅外激光光譜新方法及其環(huán)境污染時空分布監(jiān)測研究對國家可持續(xù)發(fā)展和解決環(huán)境領域中必不可少的監(jiān)測分析新方法與新技術有重要的科學意義和實用價值,。應用該技術的主要領域有：1,、分子光譜研究：光譜結構、線寬,、線強等,；2、大氣痕量氣體檢測：CH2O,、CH4,、CO2、NH3等,；3,、工業(yè)過程監(jiān)測控制：CO、CO2,、H2O,、NH3等,；4、醫(yī)療診斷：NO,、CO,、CO2、CH4等,；5,、機動車尾氣測量：CO、CO2,、NH3,、NO等。 TDLAS技術采用的半導體激光光源的光譜,，寬度遠小于氣體吸收譜線的展寬,，得到單線吸收光譜。江西NOQCL激光器價格

甲烷分子的基頻吸收帶位于在3.3μm附近的中紅外區(qū)域,。因此用中紅外激光器探測甲烷氣體非常有益,。上海水QCL激光器批發(fā)

    隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人類對于大自然的干擾和對環(huán)境的破壞愈發(fā)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(xiàn)象頻發(fā),，都嚴重的影響著人們的生存環(huán)境,。各國科學家對環(huán)境監(jiān)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(lián)激光器搭建了開路式氣體檢測系統(tǒng),，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(yè)監(jiān)控在石油化工,、金屬冶煉、礦山開采等行業(yè)生產(chǎn)過程中,，通過檢測產(chǎn)生的相應氣體的濃度可以進行進程監(jiān)控,，也可以監(jiān)控泄露危險氣體的濃度，以保障生產(chǎn)安全,，已有技術采用μmQCL對工業(yè)燃燒排氣系統(tǒng)中產(chǎn)生的NO氣體進行實時檢測,，并使用μm的脈沖QCL對物產(chǎn)生的氣體進行光學檢測。醫(yī)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(xiàn)異常。 上海水QCL激光器批發(fā)