在當(dāng)今高科技迅猛發(fā)展的時代，量子級聯(lián)激光器（QCL激光器）憑借其性能，越來越受到氣體檢測領(lǐng)域的關(guān)注,。作為一種高靈敏度的激光器,，QCL激光器能夠在極低濃度的氣體環(huán)境下進(jìn)行準(zhǔn)確檢測，為環(huán)境監(jiān)測和工業(yè)應(yīng)用提供可靠的數(shù)據(jù)支持,。這一特性使得QCL激光器成為氣體分析的工具,，尤其在安全監(jiān)測和環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域，其應(yīng)用價值不可小覷,。QCL激光器的另一個優(yōu)勢在于其強(qiáng)大的選擇性,。與其他類型的激光器相比，QCL激光器能夠有效地區(qū)分不同氣體分子的吸收特性,。這意味著在復(fù)雜的氣體混合環(huán)境中,，QCL激光器能夠精確識別特定氣體的存在，從而減少誤報的可能性,，極大地提高了檢測的可靠性和準(zhǔn)確性,。這種選擇性不僅提升了產(chǎn)品的市場競爭力，同時也為客戶帶來了更高的滿意度,。 在工業(yè)污染分析中,，QCL的快速響應(yīng)和高靈敏度使其能夠?qū)崟r監(jiān)測煙塵顆粒的組成和濃度。重慶H2OQCL激光器供應(yīng)商

    當(dāng)紅外輻射的能量與氣體分子振動躍遷所需的能量相匹配時,，氣體分子會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躍遷的能量差相等,。l分子振動伴隨偶極矩的變化（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警措施從而可以避免風(fēng)險于災(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,。 海南NH3QCL激光器工廠TDLAS能實現(xiàn)"原位、連續(xù),、實時測量",，環(huán)境適應(yīng)力強(qiáng)，易于設(shè)備的小型化,。

    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(shù),，以及紅外激光光譜技術(shù)。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(xué)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(yīng)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(dǎo)體激光由于在通信和電子工業(yè)元件方面的廣泛應(yīng)用,，其價格相對便宜，質(zhì)量,、性能和輸出功率都相當(dāng)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(yīng)用,，足以達(dá)到ppm的檢測水平,，甚至到達(dá)ppb的水平，接近中紅外光譜系統(tǒng)檢測靈敏度的1－10％,。

    1994年4月,，貝爾實驗室在《科學(xué)》上報道了***個子帶間量子級聯(lián)激光器。帶間級聯(lián)和量子級聯(lián)激光器的研究都源于早期對于半導(dǎo)體超晶格的研究以及通過子帶間躍遷實現(xiàn)激光器的探索,。在帶間級聯(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聯(lián)激光器的結(jié)構(gòu)中。同時,，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。空穴注入?yún)^(qū)和W型有源區(qū)的設(shè)計直到***也一直被采用,。1997年,，由休斯頓大學(xué)和桑迪亞國家實驗室合作完成的***臺可達(dá)170K低溫工作的帶間級聯(lián)激光器被報道出來，此后,，對于二類量子阱的研究也取得了一定進(jìn)展,，而帶間級聯(lián)激光器也在1998～2000年工作溫度逐漸提升至250～286K，微分量子效率超過了傳統(tǒng)極限的100%,，從而證實了級聯(lián)過程,。里程碑式的突破是在2002年，研究人員Yang等實現(xiàn)了***臺室溫脈沖激射的帶間級聯(lián)激光器,，由18個周期構(gòu)成,。 中紅外QCL-TDLAS激光氣體檢測技術(shù)有 ppb 級超高靈敏度、超大檢測范圍,、高選擇性,、實用性強(qiáng)，易于維護(hù)等優(yōu)勢,。

    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(dǎo)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(lǐng)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(dǎo)體激光器截然不同,，它打破了傳統(tǒng)p-n結(jié)型半導(dǎo)體激光器的電子-空穴復(fù)合受激輻射機(jī)制,，其發(fā)光波長由半導(dǎo)體能隙來決定，填補(bǔ)了半導(dǎo)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(dǎo)體異質(zhì)結(jié)薄層內(nèi)由量子限制效應(yīng)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(dǎo)體激光理論的一次變革和里程碑,。 中紅外光譜是分子的基頻吸收區(qū),，對痕量氣體具有極高的敏感度，這使得它成為溫室氣體監(jiān)測的理想選擇,。福建N2OQCL激光器

量子級聯(lián)激光器是一種新型半導(dǎo)體激光器，體積小、壽命長等特點,，其工作原理卻和傳統(tǒng)半導(dǎo)體激光器截然不同,。重慶H2OQCL激光器供應(yīng)商

    隨著經(jīng)濟(jì)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(yán)重,，無論是酸雨等氣候災(zāi)害,、亦或是全球氣候變暖、還是霧霾現(xiàn)象頻發(fā),，都嚴(yán)重的影響著人們的生存環(huán)境,。各國科學(xué)家對環(huán)境監(jiān)控都十分重視。2008年,，正值北京奧運(yùn)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(jìn)行了空氣質(zhì)量評估,?！癏IPPO”項目（由美國國家科學(xué)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(guān)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(yīng)氣體的濃度可以進(jìn)行進(jìn)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(shù)采用μmQCL對工業(yè)燃燒排氣系統(tǒng)中產(chǎn)生的NO氣體進(jìn)行實時檢測,，并使用μm的脈沖QCL對物產(chǎn)生的氣體進(jìn)行光學(xué)檢測,。醫(yī)學(xué)應(yīng)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(jìn)行準(zhǔn)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。 重慶H2OQCL激光器供應(yīng)商