2002年之后，帶間級聯(lián)激光器在美國噴氣推進實驗室（JPL）取得了更加快速的發(fā)展,，在低閾值電流,、高工作溫度以及長波長等方向上都取得了矚目的成果。其中**重要的是2005年,，研究人員制作出的單縱模分布反饋式激光器（DFB）可以實現(xiàn)甲烷氣體的檢測,。并于2007年交付美國國家航空航天局（NASA）的好奇號進行火星的甲烷探測。2008年,，美國海軍實驗室（NRL）經(jīng)過多年優(yōu)化和發(fā)展,，終于實現(xiàn)了里程碑式的***臺室溫連續(xù)激射的帶間級聯(lián)激光器，連續(xù)波**高工作溫度可達319K,，激射波長為μm,。2011年，美國海軍實驗室在材料設(shè)計的基礎(chǔ)上,，又進一步提出了“載流子再平衡”的概念,，解決了有源區(qū)中電子和空穴的數(shù)量不均等問題，通過改變電子注入?yún)^(qū)中的摻雜濃度,，平衡有源區(qū)中過高的空穴濃度,。之后，德國伍茲堡大學(xué)在“載流子再平衡”的基礎(chǔ)上,，提出了短注入?yún)^(qū)的設(shè)計,。2014年，美國海軍實驗室通過增加有源級聯(lián)區(qū)的周期數(shù)及分別限制層的厚度,，進一步提高了帶間級聯(lián)激光器的器件指標(biāo),，其室溫連續(xù)輸出功率達592mW，輸出特性以及輸出波長如圖3和4所示。這也是目前帶間級聯(lián)激光器輸出功率的**高指標(biāo),，并在2015年成功制作級聯(lián)數(shù)為10的帶間級聯(lián)激光器,。 QCL激光器的基本結(jié)構(gòu)包括FP-QCL、DFB-QCL和ECqcL,。海南水QCL激光器供應(yīng)商

    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,。 河南CO2QCL激光器QCL在高靈敏檢測方面具備天然的優(yōu)勢,，可能成為呼吸氣體分析技術(shù)領(lǐng)域瓶頸的可靠解決方案。

    TDLAS能實現(xiàn)"原位,、連續(xù),、實時測量"，環(huán)境適應(yīng)力強,，易于設(shè)備的小型化,。因此可以掙脫實驗室的束縛，在產(chǎn)業(yè)應(yīng)用中大展拳腳,。比如大氣環(huán)境在線監(jiān)測,、發(fā)動機效率檢測、汽車尾氣測量,、工業(yè)過程氣體實時監(jiān)測等等,。TDLAS利用半導(dǎo)體激光器的波長調(diào)諧特性，可獲得被選定的待測氣體特征吸收峰的吸收光譜,，從而對氣體定性或者定量的分析,。每種氣體分子的吸收峰受其他氣體吸收干擾很小,，所以也稱之為"分子的指紋峰"TDLAS技術(shù)簡單來說就是這些氣體"分子指紋"的識別系統(tǒng)，具有很強的選擇性,。此外，TDLAS的檢測靈敏度也是較高的,，不過檢出限能達到怎樣的量級,，就和所用光源有著很大的關(guān)系。常見的污染氣體的"指紋峰"主要集中在4μm-10μm,，基本是中紅外的天下,，所以，作為中紅外激光光源的QCL,，則可展現(xiàn)性能優(yōu)勢,。再加之高輸出功率，檢出限可達到ppb,，甚至ppt級別,。這比傳統(tǒng)的近紅外光源所能達到的水平，整整高出了3~6個量級,。

    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特作用機制,，進而設(shè)計了包含穩(wěn)定系統(tǒng)架構(gòu)與精細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)的高效運行與準確監(jiān)測,。隨后，對系統(tǒng)進行了的性能測試,，結(jié)果表明,，該系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測并準確記錄氨逃逸數(shù)據(jù)，為環(huán)境保護與工業(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,。 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,。

    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)決定的獨有的紅外吸收光譜,，可以采用與標(biāo)準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；而吸收譜帶的吸收強度與分子組成或化學(xué)基團的含量有關(guān),，可用以進行定量分析和純度鑒定,。由于紅外光譜分析特征性強，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,。 在光化學(xué)和生物學(xué)領(lǐng)域,，可調(diào)諧激光器可以用于研究分子結(jié)構(gòu)和生物過程；江蘇氨QCL激光器型號

量子級聯(lián)激光器使中遠紅外波段高可靠,、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,。海南水QCL激光器供應(yīng)商

    常見的溫室氣體光譜學(xué)檢測技術(shù)主要包括非分散紅外光譜技術(shù)（NDIR）、傅立葉變換光譜技術(shù)（FTIR）,、差分光學(xué)吸收光譜技術(shù)（DOAS）,、差分吸收激光雷達技術(shù)（DIAL）、可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)（TDLAS）,、離軸積分腔輸出光譜技術(shù)（OA-ICOS）,、光腔衰蕩光譜技術(shù)（CRDS）、激光外差光譜技術(shù)（LHS）,、空間外差光譜技術(shù)（SHS）等。其中,，NDIR技術(shù)利用氣體分子對寬帶紅外光的吸收光譜強度與濃度成正比的關(guān)系,，進行溫室氣體反演，具有結(jié)構(gòu)簡單,、操作方便,、成本低廉等優(yōu)點，但儀器的光譜分辨率和檢測靈敏度較低,。FTIR技術(shù)通過測量紅外光的干涉圖,，并對干涉圖進行傅立葉積分變換，從而獲得被測氣體紅外吸收光譜,，能夠?qū)崿F(xiàn)多種組分同時監(jiān)測,，適用于溫室氣體的本底、廓線和時空變化測量及其同位素探測,，儀器系統(tǒng)較為復(fù)雜,，價格比較昂貴。DOAS也是一種寬帶光譜檢測技術(shù),，能夠?qū)崿F(xiàn)多氣體組分探測,，儀器光譜分辨率較低，易受水汽和氣溶膠的影響,。DIAL技術(shù)是一種利用氣體分子后向散射效應(yīng)對氣體遙感探測的光譜技術(shù),，具有高精度、遠距離,、高空間分辨等優(yōu)點,，系統(tǒng)較為復(fù)雜，成本較高,。TDLAS技術(shù)利用窄線寬的可調(diào)諧激光光源,，完整地掃描到氣體分子的一條或幾條吸收譜線。海南水QCL激光器供應(yīng)商