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(guān)鍵的作用，隨著全球?qū)厥覛怏w減排的日益重視，市場對高效、精確的氣體檢測設(shè)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(shù)優(yōu)勢，已經(jīng)成為這一領(lǐng)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(zhì)量檢測等方面發(fā)揮著至關(guān)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(yīng)用,，比如在城市的空氣質(zhì)量監(jiān)測中，這些激光器可以實時提供數(shù)據(jù),，使得相關(guān)部門能夠及時采取措施,，改善空氣質(zhì)量，保護民眾的健康,。其次,，技術(shù)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(shù)的創(chuàng)新使得這些設(shè)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(yīng)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(yīng)用于野外勘測和移動監(jiān)測等場合。 基于光譜學(xué)原理的氣體檢測,，有非接觸,、快響應(yīng)、高靈敏,、大范圍監(jiān)測等優(yōu)點,，是溫室氣體監(jiān)測技術(shù)的主流方向。新疆國產(chǎn)QCL激光器報價

    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％,。 陜西水QCL激光器封裝QCL激光器的基本結(jié)構(gòu)包括FP-QCL、DFB-QCL和ECqcL,。

    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(yīng)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(yīng)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(shù)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(zhuǎn)換、光譜信號采集,、濃度算法解析,、軟件數(shù)據(jù)處理等技術(shù)過程，能夠?qū)崿F(xiàn)溫室氣體多組分高靈敏時空分辨觀測,。

    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)合受激輻射機制,，其發(fā)光波長由半導(dǎo)體能隙來決定，填補了半導(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)體激光理論的一次和里程碑。 0.76~25μm 為近紅外,，25~30μm 為中紅外,，30~1000 μm為遠紅外。

    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(dǎo)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(jié)構(gòu)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(shè)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(shù)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,。 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(yīng)時間快等特點,。江西N2OQCL激光器公司

量子級聯(lián)激光器窄線寬,，可以獲得氣體分子、原子光譜線精細結(jié)構(gòu),，因此在氣體檢測分辨率要高于其他檢測方法,。新疆國產(chǎn)QCL激光器報價

    氣體分析儀主要利用激光光譜技術(shù)，通過氣體對特定波長的激光吸收特性來檢測氣體濃度,。1.激光吸收光譜原理激光吸收光譜法基于不同氣體分子對特定波長的激光具有不同的吸收特性,。當激光光束穿過氣體樣品時，特定氣體分子會吸收與其吸收光譜相匹配的激光波長,。通過測量吸收后的激光強度變化,，可以確定氣體的濃度,。2.調(diào)諧二極管激光吸收光譜（TDLAS）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,，精確匹配待測氣體的吸收峰。氣體吸收過程：激光器發(fā)射的窄帶單色激光穿過待測氣體樣品,。由于特定氣體分子在特定波長處具有吸收峰,，部分激光能量被吸收，導(dǎo)致光強度減弱,。探測器測量：激光通過氣體后,，剩余的激光光強被探測器接收。探測器將光信號轉(zhuǎn)換為電信號,，測量激光強度的衰減,。信號處理與濃度計算：分析儀通過計算吸收光譜的強度和形狀，使用朗伯-比爾定律（Beer-LambertLaw）來推導(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確檢測低濃度的氣體,。3.光聲光譜（PAS）光聲光譜（PhotoacousticSpectroscopy。 新疆國產(chǎn)QCL激光器報價