量子級聯(lián)激光器輸出功率較高圖3量子級聯(lián)激光器有源區(qū)工作示意圖(兩個周期)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應(yīng)用中會需要不同的功率,,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,,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,,實現(xiàn)子帶中的上能級電子的集聚,之后迅速躍遷到下能級并產(chǎn)生光子,,之后注入?yún)^(qū)再重復(fù)利用電子流,,使之進(jìn)入下一個循環(huán)。理論上一個電子可以產(chǎn)生與有源區(qū)級數(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,,一個電子在與空穴相遇后輻射出一個光子,。可室溫工作許多應(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溫度十分敏感,,在長波長區(qū)域。 紅外氣體傳感器是通過測量被測氣體在特定的紅外波段吸收了多少光的能量來計算濃度的,。廣西定制QCL激光器批發(fā)
分子紅外光譜與分子的結(jié)構(gòu)密切相關(guān),,是研究表征分子結(jié)構(gòu)的一種有效手段,將一束不同波長的紅外射線照射到物質(zhì)的分子上,,某些特定波長的紅外射線被吸收,,形成這一分子的紅外吸收光譜。每種分子都有由其組成和結(jié)構(gòu)決定的獨(dú)有的紅外吸收光譜,,可以采用與標(biāo)準(zhǔn)化合物的紅外光譜對比的方法來做分析鑒定,。紅外光譜法主要研究在振動中伴隨有偶極矩變化的化合物(沒有偶極矩變化的振動在拉曼光譜中出現(xiàn)),。因此,除了單原子和同核分子如Ne,、He,、H2等之外,幾乎所有的有機(jī)化合物在紅外光譜區(qū)均有吸收,。除光學(xué)異構(gòu)體,,某些高分子量的高聚物以及在分子量上只有微小差異的化合物外,凡是具有結(jié)構(gòu)不同的兩個化合物,,一定不會有相同的紅外光譜,。通常紅外吸收帶的波長位置與吸收譜帶的強(qiáng)度,反映了分子結(jié)構(gòu)上的特點,,可以用來鑒定未知物的結(jié)構(gòu)組成或其化學(xué)基團(tuán),;而吸收譜帶的吸收強(qiáng)度與分子組成或化學(xué)基團(tuán)的含量有關(guān),可用以進(jìn)行定量分析和純度鑒定,。由于紅外光譜分析特征性強(qiáng),,氣體、液體,、固體樣品都可測定,,并具有用量少,分析速度快,,不破壞樣品的特點,。因此,紅外光譜法不僅與其它許多分析方法一樣,,能進(jìn)行定性和定量分析,,而且該法是鑒定化合物和測定分子結(jié)構(gòu)的**有用方法之一。 云南SF6QCL激光器定制基于光譜學(xué)原理的氣體檢測技術(shù),,有非接觸,、快響應(yīng)、高靈敏,、大范圍監(jiān)測等優(yōu)點,,是監(jiān)測技術(shù)的主流研究方向。
閾值電流密度較低帶間躍遷和子帶間躍遷示意圖常規(guī)半導(dǎo)體激光器是雙極性器件,,導(dǎo)帶中的電子與價帶中的空穴復(fù)合生成光子,,而量子級聯(lián)激光器是單極性器件,只靠導(dǎo)帶中子帶間電子的躍遷產(chǎn)生光子,,如圖4所示,,電子躍遷的始態(tài)與終態(tài)的曲線的曲率相同,這樣形成的增益譜很窄而且對稱,是量子級聯(lián)激光器能夠低閾值工作的一個原因,。當(dāng)然,,QCL的閾值電流密度也與有源區(qū)設(shè)計,材料生長以及器件結(jié)構(gòu)有關(guān),。尺寸較小圖5量子級聯(lián)激光器實物圖量子級聯(lián)激光器的尺寸較小,,如圖5所示,量子級聯(lián)激光器管芯的長度一般為3mm,,隨著激光器性能提高,,可以將其封裝在方盒內(nèi),從而方便地移動和操作,。量子級聯(lián)激光器的工作溫度、輸出性能和波長覆蓋范圍在過去的20年取得了迅猛發(fā)展,。其中,,有兩個里程碑,一個是1997年室溫工作的分布反饋量子級聯(lián)激光器(DFB-QCL)的研制成功,,實現(xiàn)了波長為μm和8μm的DFB-QCL的室溫工作,,其中μm的激光器300K時峰值功率為60mW;另一個是2002年實現(xiàn)了波長為μm量子級聯(lián)激光器的室溫連續(xù)工作,,器件在292K時輸出功率為17mW,,比較高連續(xù)工作溫度為321K。
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(qiáng)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(biāo)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(jī)載探測和星載探測,,綜合運(yùn)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,。 TDLAS:當(dāng)激光波長與待測氣體分子的吸收線匹配時,分子會吸收部分能量,,透射光強(qiáng)度的變化,,計算氣體濃度。
近年來,,激光技術(shù)的快速發(fā)展為各行業(yè)帶來了前所未有的機(jī)遇,。作為激光領(lǐng)域的一項重大突破,量子級聯(lián)激光驅(qū)動器的問世,,將為用戶解決一系列實際問題,,推動高科技產(chǎn)品的創(chuàng)新與應(yīng)用。量子級聯(lián)激光驅(qū)動器是一種新型激光器,,能夠在更的波長范圍內(nèi)輸出高效激光,,相比傳統(tǒng)激光器,其能量轉(zhuǎn)換效率更高,,體積更小,,且具備更強(qiáng)的穩(wěn)定性。這些優(yōu)勢使得量子級聯(lián)激光驅(qū)動器在多個應(yīng)用領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的前景,。首先,,在通信領(lǐng)域,量子級聯(lián)激光驅(qū)動器能夠有效提升數(shù)據(jù)傳輸速率和可靠性,。隨著5G和未來6G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,,對高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨笕找嬖黾印A孔蛹壜?lián)激光驅(qū)動器的高頻率輸出能力,,為光纖通信提供了強(qiáng)有力的支持,,幫助運(yùn)營商實現(xiàn)更低延遲和更高帶寬的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。其次,,在醫(yī)療領(lǐng)域,,量子級聯(lián)激光驅(qū)動器的高精度激光輸出使得其在醫(yī)療成像和中具有重要應(yīng)用潛力。通過高分辨率成像,,醫(yī)生能夠更有效地進(jìn)行疾病的早期診斷,,尤其是在檢測和眼科方面,量子級聯(lián)激光驅(qū)動器為患者帶來了更精細(xì)的方案,,極大提升了效果,。 在光譜學(xué)領(lǐng)域,可調(diào)諧激光器可以用于精確測量物質(zhì)的光譜特性,;山西CH4QCL激光器型號
可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器調(diào)制光譜技術(shù)具有非侵入式原位快速在線測量和遙測等的特有優(yōu)勢,。廣西定制QCL激光器批發(fā)
基于可調(diào)諧二極管激光吸收光譜(TDLAS)技術(shù)的在線監(jiān)測系統(tǒng),以其高靈敏度、高分辨率及實時響應(yīng)的優(yōu)勢,,在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域展現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景,。本研究首先解析了TDLAS技術(shù)的基本原理,明確了其在氨逃逸檢測中的獨(dú)特作用機(jī)制,,進(jìn)而設(shè)計了包含穩(wěn)定系統(tǒng)架構(gòu)與精細(xì)功能模塊劃分的氨逃逸在線監(jiān)測系統(tǒng),。在系統(tǒng)實現(xiàn)階段,通過精心挑選的硬件組件與優(yōu)化的軟件算法,,確保了系統(tǒng)的高效運(yùn)行與準(zhǔn)確監(jiān)測,。隨后,對系統(tǒng)進(jìn)行了的性能測試,,結(jié)果表明,,該系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測并準(zhǔn)確記錄氨逃逸數(shù)據(jù),為環(huán)境保護(hù)與工業(yè)安全生產(chǎn)提供了有力的技術(shù)支持,。本研究不僅豐富了TDLAS技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域的應(yīng)用案例,,也為氨逃逸監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展提供了新的思路與方向。未來,,隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步與應(yīng)用的持續(xù)拓展,TDLAS技術(shù)有望在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用,,推動環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的整體發(fā)展,。 廣西定制QCL激光器批發(fā)