量子級(jí)聯(lián)激光器輸出功率較高圖3量子級(jí)聯(lián)激光器有源區(qū)工作示意圖（兩個(gè)周期）比起中紅外波段其它光源,，QCL的輸出功率較高,。不同的激光氣體檢測(cè)應(yīng)用中會(huì)需要不同的功率，故激光器的高功率工作是非常必要的,。改變工作電流就可以改變激光器的輸出功率,，高功率的激光器能夠提供的功率范圍大，可以滿足更多的應(yīng)用場(chǎng)景,。QCL輸出功率較高的原因可以歸結(jié)于其本身的有源區(qū)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),，其電子利用效率較高。內(nèi)量子效率是指每秒注入有源區(qū)的電子-空穴對(duì)數(shù)能夠產(chǎn)生的光子數(shù)多少,。圖3給出典型的QCL有源區(qū)工作示意圖,，電子流通過一系列的子帶和微帶，實(shí)現(xiàn)子帶中的上能級(jí)電子的集聚,，之后迅速躍遷到下能級(jí)并產(chǎn)生光子,，之后注入?yún)^(qū)再重復(fù)利用電子流，使之進(jìn)入下一個(gè)循環(huán),。理論上一個(gè)電子可以產(chǎn)生與有源區(qū)級(jí)數(shù)相同的光子數(shù),，從而內(nèi)量子效率較高，輸出的功率也就越大,。而常規(guī)的半導(dǎo)體激光器中,，一個(gè)電子在與空穴相遇后輻射出一個(gè)光子?？墒覝毓ぷ髟S多應(yīng)用中需要激光器能室溫工作（室溫脈沖或室溫連續(xù)工作）,。器件低溫工作時(shí)需將激光器放置在液氮制冷的杜瓦中，將增大系統(tǒng)體積,，而且不利于激光器的光束整形,。而常規(guī)半導(dǎo)體激光器中電子和空穴的分布對(duì)溫度十分敏感，在長(zhǎng)波長(zhǎng)區(qū)域,。 在光譜學(xué)領(lǐng)域,，可調(diào)諧激光器可以用于精確測(cè)量物質(zhì)的光譜特性；江蘇NH3QCL激光器哪家好

    痕量氣體檢測(cè)對(duì)于很多領(lǐng)域都有著非常重要的作用,比如大氣環(huán)境監(jiān)測(cè),、工業(yè)過程監(jiān)測(cè),、燃燒流場(chǎng)診斷、人體呼吸氣體檢測(cè)等等,。而紅外光譜為分子的振動(dòng)躍遷光譜,因此在檢測(cè)技術(shù)中,“紅外激光光譜法”是目前受到較多關(guān)注的主流方法之一,。不同于傅里葉變換紅外光譜(FTIR)、非分散紅外光譜(NDIR)這些“紅外光譜”同門,紅外激光光譜配置的不是寬帶光源,而是高單色性的紅外激光。有著更高的光譜分辨率,、可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)光程檢測(cè),、不需要額外分光部件,儀器能夠進(jìn)一步小型化等等優(yōu)點(diǎn)。按波段來分的話,紅外激光光譜法主要涉及近紅外和中紅外兩個(gè)波段,。相對(duì)于近紅外,中紅外波段是氣體分子基帶吸收光譜區(qū),分子吸收線的強(qiáng)度比近紅外要大幾個(gè)量級(jí)。比如,CH4在3．3um處的吸收強(qiáng)度,是其在1．6um處的163倍,理論檢測(cè)下限可達(dá)0．9ppb/m,。因此,它能夠?qū)崿F(xiàn)痕量氣體的超高靈敏探測(cè),。在一些濃度較低或?qū)`敏度要求較高的污染源排放的氣體監(jiān)測(cè)中,有很好的應(yīng)用。 遼寧水QCL激光器型號(hào)紅外氣體傳感器是通過測(cè)量被測(cè)氣體在特定的紅外波段吸收了多少光的能量來計(jì)算濃度的,。

    紅外激光光譜學(xué)獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)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。主要的應(yīng)用有：(1)高選擇性,，高分辨率的光譜技術(shù),，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(shì),。(2)它是一種對(duì)所有在紅外有吸收的活躍分子都有效的通用技術(shù)，同樣的儀器可以方便的改成測(cè)量其它組分的儀器,，只需要改變激光器和標(biāo)準(zhǔn)氣,。由于這個(gè)特點(diǎn)，很容易就能將其改成同時(shí)測(cè)量多組分的儀器,。(3)它具有速度快,，靈敏度高的優(yōu)點(diǎn)。在不失靈敏度的情況下,，其時(shí)間分辨率可以在ms量級(jí),。應(yīng)用該技術(shù)的主要領(lǐng)域有：分子光譜研究、工業(yè)過程監(jiān)測(cè)控制,、燃燒過程診斷分析,、發(fā)動(dòng)機(jī)效率和機(jī)動(dòng)車尾氣測(cè)量、檢測(cè),、大氣中痕量污染氣體監(jiān)測(cè)等,。因此，可調(diào)諧紅外激光光譜新方法及其環(huán)境污染時(shí)空分布監(jiān)測(cè)研究對(duì)國家可持續(xù)發(fā)展和解決環(huán)境領(lǐng)域中必不可少的監(jiān)測(cè)分析新方法與新技術(shù)有重要的科學(xué)意義和實(shí)用價(jià)值,。應(yīng)用該技術(shù)的主要領(lǐng)域有：1,、分子光譜研究：光譜結(jié)構(gòu)、線寬,、線強(qiáng)等,；2、大氣痕量氣體檢測(cè)：CH2O、CH4,、CO2,、NH3等；3,、工業(yè)過程監(jiān)測(cè)控制：CO,、CO2、H2O,、NH3等,；4、醫(yī)療診斷：NO,、CO,、CO2、CH4等,；5,、機(jī)動(dòng)車尾氣測(cè)量：CO、CO2,、NH3,、NO等。

    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(zhǎng)選擇機(jī)制為藍(lán)色,，鍍膜面為橙色,，輸出光束為紅色。1.**簡(jiǎn)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(zhǎng)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。 在環(huán)境監(jiān)控,醫(yī)學(xué)應(yīng)用等痕量氣體檢測(cè)中,要求QCL單縱模,寬調(diào)諧,高功率,低閾值,高光束質(zhì)量的工作.

    TDLAS能實(shí)現(xiàn)"原位,、連續(xù),、實(shí)時(shí)測(cè)量"，環(huán)境適應(yīng)力強(qiáng),，易于設(shè)備的小型化,。因此可以掙脫實(shí)驗(yàn)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(cè),、發(fā)動(dòng)機(jī)效率檢測(cè)、汽車尾氣測(cè)量,、工業(yè)過程氣體實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等等。TDLAS利用半導(dǎo)體激光器的波長(zhǎng)調(diào)諧特性,，可獲得被選定的待測(cè)氣體特征吸收峰的吸收光譜,，從而對(duì)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(jiǎn)單來說就是這些氣體"分子指紋"的識(shí)別系統(tǒng),，具有很強(qiáng)的選擇性。此外,，TDLAS的檢測(cè)靈敏度也是較高的,，不過檢出限能達(dá)到怎樣的量級(jí)，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(shì)。再加之高輸出功率,，檢出限可達(dá)到ppb,，甚至ppt級(jí)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(gè)量級(jí),。 激光氣體分析被用于各種氣體檢測(cè)研究。高精度和靈敏度使其成為研究氣體環(huán)境科學(xué)和物理化學(xué)性質(zhì)的理想設(shè)備,。江西水QCL激光器哪家好

QCL在高靈敏檢測(cè)方面具備天然的優(yōu)勢(shì),，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。江蘇NH3QCL激光器哪家好

    量子級(jí)聯(lián)激光器（QuantumCascadeLaser）是一種能夠發(fā)射光譜在中紅外和遠(yuǎn)紅外頻段激光的半導(dǎo)體激光器,。它是由貝爾實(shí)驗(yàn)室于1994年率先實(shí)現(xiàn),。隨著量子級(jí)聯(lián)激光器技術(shù)的日趨成熟,，它開始被較多地應(yīng)用于科學(xué)和工程研究。由于其明顯優(yōu)勢(shì),，在氣體檢測(cè)領(lǐng)域得到了迅速推廣,。基于量子級(jí)聯(lián)激光器的紅外光譜氣體檢測(cè)技術(shù)具有靈敏度高,、檢測(cè)速度快等優(yōu)點(diǎn),，特別是在高精度光譜檢測(cè)方面所具有的明顯優(yōu)勢(shì)，使其成為研究和應(yīng)用的熱點(diǎn),。量子級(jí)聯(lián)激光器（QuantumcascadeLaser,，QCL）是基于半導(dǎo)體耦合量子阱子帶（一般為導(dǎo)帶）間的電子躍遷所產(chǎn)生的一種單極性光源。量子（quantum）指的是通過調(diào)整有源區(qū)量子阱的厚度可以改變子帶的能級(jí)間距,，實(shí)現(xiàn)對(duì)波長(zhǎng)的“裁剪”,，另外也指器件的尺寸較小。級(jí)聯(lián)（cascade）的意思是有源區(qū)中上一組成部分的輸出是下一部分的輸入,，一級(jí)接一級(jí)串聯(lián)在一起,。激光器（Laser）是指產(chǎn)生特定波長(zhǎng)的光源。量子級(jí)聯(lián)激光器的波長(zhǎng)可以覆蓋在,、通信,、氣體檢測(cè)等領(lǐng)域極具應(yīng)用價(jià)值的中遠(yuǎn)紅外波段。 江蘇NH3QCL激光器哪家好