紅外光譜檢測(cè)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(shí)現(xiàn)儀器的小型化。另外，高功率密度激光光源更方便實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)光程檢測(cè),。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(jí),。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(jià)格相對(duì)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(cè)中得到了很好的應(yīng)用,，足以達(dá)到ppm的檢測(cè)水平，甚至到達(dá)ppb的水平,，接近中紅外光譜系統(tǒng)檢測(cè)靈敏度的1－10％,。 QCL相比其它激光器具有體積小、重量輕的特點(diǎn)，其攜帶方便,，便于系統(tǒng)化和集成化,。貴州氧化亞氮QCL激光器哪家好

    隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類對(duì)于大自然的干擾和對(duì)環(huán)境的破壞愈發(fā)嚴(yán)重,，無論是酸雨等氣候?yàn)?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(guó)科學(xué)家對(duì)環(huán)境監(jiān)控都十分重視。2008年,，正值北京奧運(yùn)會(huì)舉辦之際,，美國(guó)普林斯頓科研小組利用量子級(jí)聯(lián)激光器搭建了開路式氣體檢測(cè)系統(tǒng)，對(duì)北京進(jìn)行了空氣質(zhì)量評(píng)估,?！癏IPPO”項(xiàng)目（由美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)（NSF）和美國(guó)國(guó)家海洋和大氣局（NOAA）支持）和“CalNEX”項(xiàng)目（由美國(guó)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(cè)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(xiǎn)氣體的濃度,，以保障生產(chǎn)安全，已有技術(shù)采用μmQCL對(duì)工業(yè)燃燒排氣系統(tǒng)中產(chǎn)生的NO氣體進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè),，并使用μm的脈沖QCL對(duì)物產(chǎn)生的氣體進(jìn)行光學(xué)檢測(cè),。醫(yī)學(xué)應(yīng)用有的疾病會(huì)造成人類呼出氣體成分的異常升高，通過對(duì)呼出氣體的種類和濃度進(jìn)行準(zhǔn)確的分析,，可以對(duì)臨床診斷和提供有價(jià)值的參考,，而且不必因?yàn)槭褂肅T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(huì)出現(xiàn)異常。 河北N2OQCL激光器批發(fā)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。

    當(dāng)紅外輻射的能量與氣體分子振動(dòng)躍遷所需的能量相匹配時(shí),，氣體分子會(huì)吸收特定波長(zhǎng)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(dòng)躍遷的能量差相等,。l分子振動(dòng)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(shí)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(dòng)吸收帶,，這些基本帶對(duì)光的吸收提供了一種幾乎通用的檢測(cè)手段。光學(xué)技術(shù)的主要特征是對(duì)痕量氣體的非侵入式原位檢測(cè)能力,。目前中紅外激光在定量痕量氣體檢測(cè)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(guó)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(cè)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(bào)警措施從而可以避免風(fēng)險(xiǎn)于災(zāi)難之前,。激光吸收光譜法是檢測(cè)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(cè)某種氣體,，該二極管具有特定于該氣體的光吸收波長(zhǎng),。

    作為半導(dǎo)體激光技術(shù)發(fā)展的里程碑，量子級(jí)聯(lián)激光器（QCL）使中遠(yuǎn)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(shí)現(xiàn)成為可能,，為氣體分析等中紅外應(yīng)用提供了新型光源，因此QCL日益受到關(guān)注,。尤其是近10年,，越來越多的科研人員開始研究QCL在氣體檢測(cè)方面的應(yīng)用，使得它的優(yōu)勢(shì)和潛力被更多的認(rèn)識(shí)和挖掘,。中遠(yuǎn)紅外量子級(jí)聯(lián)激光器（QCL）眾所周知,，QCL屬于新一代半導(dǎo)體激光器，它的特性不同于傳統(tǒng)半導(dǎo)體激光器,。用中科院半導(dǎo)體所劉峰奇研究員的“兩層含義”解釋,，應(yīng)該更加形象。首先是量子含義,，是指激光器由納米級(jí)厚度的半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)超薄層構(gòu)成,，利用量子限制效應(yīng)，通過調(diào)節(jié)每層材料的厚度和子帶間距,，從而調(diào)節(jié)波長(zhǎng),；其次是級(jí)聯(lián)含義,，它的有源區(qū)由多級(jí)耦合量子阱串接組成，可實(shí)現(xiàn)單電子注入的倍增光子輸出,，可望獲得大功率,，而普通的半導(dǎo)體激光器是利用電子空穴對(duì)的復(fù)合發(fā)射光子，這是普通激光器不具備的一個(gè)性能,。 量子級(jí)聯(lián)激光器窄線寬,，可以獲得氣體分子、原子光譜線精細(xì)結(jié)構(gòu),，因此在氣體檢測(cè)分辨率要高于其他檢測(cè)方法,。

    工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、化石燃料燃燒,、機(jī)動(dòng)車尾氣排放等人類活動(dòng)產(chǎn)生的過量溫室氣體加劇了全球氣候變暖,，研究和發(fā)展適用于不同空間、時(shí)間尺度的溫室氣體精確,、快速,、動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)是環(huán)境氣候研究的基礎(chǔ)和前提?；诠庾V學(xué)原理的氣體檢測(cè)技術(shù),，具有非接觸、快響應(yīng),、高靈敏,、大范圍監(jiān)測(cè)等優(yōu)點(diǎn)，是目前溫室氣體監(jiān)測(cè)技術(shù)的主流研究方向,。針對(duì)當(dāng)前溫室氣體點(diǎn)源,、面源、區(qū)域,、全球等尺度下的監(jiān)測(cè)需求,，綜合利用多種形式的光譜學(xué)測(cè)量手段，開展地面探測(cè),、地基探測(cè),、機(jī)載探測(cè)和星載探測(cè)四種典型光學(xué)觀測(cè)，獲取溫室氣體空間分布,、季節(jié)變化和年變化的特征和趨勢(shì),，這對(duì)理解區(qū)域碳排放、掌握源匯信息,、研究環(huán)境氣候變化規(guī)律等具有重要意義,。二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）,、氧化亞氮（N2O）,、氫氟碳化合物（HFCs）,、全氟碳化合物（PFCs）、六氟化硫（SF6）,，其中后三種氣體造成溫室效應(yīng)的能力強(qiáng),，但從對(duì)全球升溫的貢獻(xiàn)百分比來說，CO2,、CH4和N2O三大主要溫室氣體所占的比例大，它們對(duì)全球變暖的總體貢獻(xiàn)占到77%,，濃度也呈現(xiàn)出逐年升高的趨勢(shì),。 中紅外QCL-TDLAS在氣體檢測(cè)中具有高靈敏度、高分辨率及快速響應(yīng)等優(yōu)點(diǎn),。江西SF6QCL激光器封裝

TDLAS：當(dāng)激光波長(zhǎng)與待測(cè)氣體分子的吸收線匹配時(shí),，分子會(huì)吸收部分能量，透射光強(qiáng)度的變化,，計(jì)算氣體濃度,。貴州氧化亞氮QCL激光器哪家好

    QCL激光器的基本結(jié)構(gòu)包括FP-QCL、DFB-QCL和ECqcL,。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。 貴州氧化亞氮QCL激光器哪家好