直接吸收光譜技術(shù)是通過(guò)調(diào)諧激光頻率到選擇吸收譜線透過(guò)率和譜線形狀進(jìn)行分析,并獲取一些重要信息,,如吸收譜線強(qiáng)度和增寬系數(shù),。從這些光譜測(cè)量得到信息可以推斷出氣體溫度、濃度,、氣流速度以及壓力等參數(shù)值,。信號(hào)發(fā)生器發(fā)生鋸齒波或三角波掃描信號(hào)給激光驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)DFB激光器,激光器輸出激光通過(guò)待測(cè)氣體,,光電探測(cè)器接收到透射光,,并通過(guò)對(duì)光強(qiáng)信號(hào)進(jìn)行分析,從而測(cè)量得到氣體濃度值,。實(shí)現(xiàn)直接吸收光譜檢測(cè)透射光容易受到背景噪聲的干擾,、激光器光強(qiáng)波動(dòng)等因素的影響,為了減小噪聲的干擾,,通常會(huì)使用高靈敏光譜技術(shù),,如采用波長(zhǎng)調(diào)制技術(shù)對(duì)目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行高頻調(diào)制,實(shí)現(xiàn)抑制高頻背景噪聲,,從而極大提高探測(cè)靈敏度和精度,。信號(hào)發(fā)生器發(fā)生鋸齒波或三角波掃描信號(hào)疊加快速正弦頻率f的調(diào)制信號(hào)給激光驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)DFB激光器,激光器輸出調(diào)制光經(jīng)過(guò)待測(cè)氣體,,光電探測(cè)器接收到吸收后光強(qiáng),,此時(shí)將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸入到鎖相放大器對(duì)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)輸出波長(zhǎng)調(diào)制的諧波信號(hào),根據(jù)諧波信號(hào)的值計(jì)算得到此時(shí)氣體濃度值,。 基于光譜學(xué)原理的氣體檢測(cè),,有非接觸、快響應(yīng),、高靈敏,、大范圍監(jiān)測(cè)等優(yōu)點(diǎn),是溫室氣體監(jiān)測(cè)技術(shù)的主流方向,。遼寧COQCL激光器供應(yīng)商
1994年4月,,貝爾實(shí)驗(yàn)室在《科學(xué)》上報(bào)道了***個(gè)子帶間量子級(jí)聯(lián)激光器。帶間級(jí)聯(lián)和量子級(jí)聯(lián)激光器的研究都源于早期對(duì)于半導(dǎo)體超晶格的研究以及通過(guò)子帶間躍遷實(shí)現(xiàn)激光器的探索,。在帶間級(jí)聯(lián)激光器提出的2~3年內(nèi),,空穴注入?yún)^(qū)就已經(jīng)提出并加入到了帶間級(jí)聯(lián)激光器的結(jié)構(gòu)中,。同時(shí),W型二類量子阱的概念也被提出,,并取代了原先的單邊型的二類量子阱,??昭ㄗ⑷?yún)^(qū)和W型有源區(qū)的設(shè)計(jì)直到***也一直被采用,。1997年,由休斯頓大學(xué)和桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室合作完成的***臺(tái)可達(dá)170K低溫工作的帶間級(jí)聯(lián)激光器被報(bào)道出來(lái),,此后,,對(duì)于二類量子阱的研究也取得了一定進(jìn)展,而帶間級(jí)聯(lián)激光器也在1998~2000年工作溫度逐漸提升至250~286K,,微分量子效率超過(guò)了傳統(tǒng)極限的100%,,從而證實(shí)了級(jí)聯(lián)過(guò)程。里程碑式的突破是在2002年,,研究人員Yang等實(shí)現(xiàn)了***臺(tái)室溫脈沖激射的帶間級(jí)聯(lián)激光器,,由18個(gè)周期構(gòu)成。 制造QCL激光器工廠量子級(jí)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。
在工業(yè)檢測(cè)方面,,量子級(jí)聯(lián)激光器以其小型化和集成化的設(shè)計(jì),,完美適應(yīng)了現(xiàn)代工業(yè)的需求。它能夠以更低的能耗和更小的體積完成復(fù)雜的檢測(cè)任務(wù),。這對(duì)于降低企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本,,提高生產(chǎn)效率,具有重要的推動(dòng)作用,。許多企業(yè)通過(guò)引入量子級(jí)聯(lián)激光器技術(shù),,成功減少了設(shè)備占用空間,并提升了生產(chǎn)線的自動(dòng)化程度,。綜合來(lái)看,,量子級(jí)聯(lián)激光器憑借其高效、靈活和經(jīng)濟(jì)的特性,,正逐步改變各行各業(yè)的技術(shù)格局,。無(wú)論是在環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)療成像還是工業(yè)檢測(cè)領(lǐng)域,,量子級(jí)聯(lián)激光器都為客戶提供了切實(shí)可行的解決方案,,幫助企業(yè)提高效率、降低成本,,從而在競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)環(huán)境中脫穎而出,。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用范圍的擴(kuò)大,,量子級(jí)聯(lián)激光器的未來(lái)將更加光明,值得行業(yè)內(nèi)外的共同關(guān)注,。
中遠(yuǎn)紅外波段包含了兩個(gè)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(gè)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(cè)系統(tǒng),,具有體積小,、檢測(cè)速度快、精確度高等特點(diǎn),,可以廣泛的應(yīng)用在環(huán)境檢測(cè),、痕量氣體檢測(cè)、醫(yī)療診斷等方面,,基于QCL的氣體檢測(cè)系統(tǒng)是QCL重要的應(yīng)用之一,,如氣體檢測(cè)系統(tǒng)如圖5。相比于傳統(tǒng)的氣體檢測(cè)技術(shù)(電化學(xué)檢測(cè),、氣相色譜分析,、紅外LED),量子級(jí)聯(lián)激光器在氣體檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)如下:1,、量子級(jí)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(jí)聯(lián)激光器的氣體檢測(cè)系統(tǒng)分辨率要遠(yuǎn)高于其他光譜檢測(cè)方法,,而且系統(tǒng)中不需要分光器件,可以通過(guò)調(diào)諧QCL的波長(zhǎng),,就可在光電探測(cè)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(lái)設(shè)計(jì)光學(xué)長(zhǎng)程池從而增加系統(tǒng)的吸收光程,,進(jìn)而就可以提高系統(tǒng)的靈敏度,這對(duì)于低濃度的氣體檢測(cè)十分有效,。 針對(duì)部分疾病,目前已有許多基于 TDLAS 技術(shù)的無(wú)創(chuàng)檢測(cè)方法,且效果明顯,。
TDLAS技術(shù)具有高靈敏度、高光譜分辨率,、快速響應(yīng)等優(yōu)點(diǎn),,廣泛應(yīng)用于氣體的痕量探測(cè)。利用氣體吸收譜線隨溫度,、氣壓等因素變化的特性,,該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體體系溫度,、濃度,、速度和流量等參數(shù)的測(cè)量。無(wú)干擾,、低價(jià),、可小型化等是TDLAS技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)。我們致力于發(fā)展高速(微秒級(jí)),、高靈敏(ppb級(jí)),、可攜帶式的基于可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器的氣體測(cè)量技術(shù)方法,拓展在航空航天,、石油化工和燃燒等領(lǐng)域的應(yīng)用,。調(diào)諧二極管激光吸收光譜(TDLAS)是激光氣體分析儀**常用的技術(shù)之一。其工作原理如下:激光光源:使用調(diào)諧半導(dǎo)體激光器作為光源,,能夠在特定的窄波段范圍內(nèi)快速調(diào)諧激光波長(zhǎng),,精確匹配待測(cè)氣體的吸收峰。氣體吸收過(guò)程:激光器發(fā)射的窄帶單色激光穿過(guò)待測(cè)氣體樣品,。由于特定氣體分子在特定波長(zhǎng)處具有吸收峰,,部分激光能量被吸收,導(dǎo)致光強(qiáng)度減弱,。探測(cè)器測(cè)量:激光通過(guò)氣體后,,剩余的激光光強(qiáng)被探測(cè)器接收。探測(cè)器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),,測(cè)量激光強(qiáng)度的衰減,。信號(hào)處理與濃度計(jì)算:分析儀通過(guò)計(jì)算吸收光譜的強(qiáng)度和形狀,使用朗伯-比爾定律(Beer-LambertLaw)來(lái)推導(dǎo)出氣體的濃度,。TDLAS技術(shù)的高分辨率和高靈敏度使其能夠準(zhǔn)確檢測(cè)低濃度的氣體,。 提供從QCL光源、MCT探測(cè)器等模塊組件,,再到激光氣體分析系統(tǒng)的全套解決方案,。海南SF6QCL激光器報(bào)價(jià)
TDLAS技術(shù)有高效,、選擇高、響應(yīng)快,、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),,通過(guò)追蹤分子的吸收光譜獲得特征參數(shù)的重要手段。遼寧COQCL激光器供應(yīng)商
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(guò)**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(guò)緩慢的溫度調(diào)諧獲得10~20cm-1的調(diào)諧范圍,或者通過(guò)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(lái),,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(guò)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,。 遼寧COQCL激光器供應(yīng)商