TDLAS能實(shí)現(xiàn)"原位、連續(xù)、實(shí)時(shí)測量",,環(huán)境適應(yīng)力強(qiáng),,易于設(shè)備的小型化。因此可以掙脫實(shí)驗(yàn)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(dòng)機(jī)效率檢測,、汽車尾氣測量,、工業(yè)過程氣體實(shí)時(shí)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(qiáng)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(dá)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(dá)到ppb,甚至ppt級別,。這比傳統(tǒng)的近紅外光源所能達(dá)到的水平,,整整高出了3~6個(gè)量級。 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。北京制造QCL激光器價(jià)格
相比較與其它激光器,,量子級聯(lián)激光器的優(yōu)點(diǎn)如下:1)中遠(yuǎn)紅外和太赫茲波段出射,;在QCL發(fā)明之前,半導(dǎo)體激光器的發(fā)射波長主要在可見光和近紅外波段,,當(dāng)我們需要使用中遠(yuǎn)紅外和太赫茲波段的激光時(shí),,半導(dǎo)體激光器對此則有些無能為力,不同體系激光器激射波長范圍如圖3,。QCL的發(fā)明,,使得半導(dǎo)體激光器也能激射出中遠(yuǎn)紅外和太赫茲波段的激光,。如圖3.不同激光器發(fā)光范圍[15]2)寬波長范圍;QCL激射波長取決于子帶間能量差,,可以通過設(shè)計(jì)量子阱層厚度來實(shí)現(xiàn)波長控制,,所以量子級聯(lián)激光器的激射波長范圍極寬(約3-250μm),并且可以根據(jù)實(shí)際需求設(shè)計(jì)特定波長的激光輸出,。3)體積?。籕CL相比其它激光器如:一氧化碳激光器(激射波長為4-5μm)和二氧化碳激光器(激射波長為μm),,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,。4)單極型結(jié)構(gòu);傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體激光器為雙極型,,其出光原理依靠的是p-n結(jié)中導(dǎo)帶電子和價(jià)帶空穴復(fù)合所產(chǎn)生的受激輻射,,而QCL全程只有電子參與,空穴并未參與輻射發(fā)光過程,,所以量子級聯(lián)激光器為單極型激光器,,且其出射的激光具有很好的單向偏振性。5)高的電子利用效率,;因?yàn)镼CL所獨(dú)特的級聯(lián)結(jié)構(gòu),,電子在參與完子帶間躍遷發(fā)光后,并沒有湮滅,。 上海CH4QCL激光器封裝0.76~25μm 為近紅外,,25~30μm 為中紅外,30~1000 μm為遠(yuǎn)紅外,。
QCL(量子級聯(lián)激光器)激光驅(qū)動(dòng)器是專門設(shè)計(jì)用于激勵(lì)量子級聯(lián)激光器的電子設(shè)備,。QCL是一種基于半導(dǎo)體材料的激光器,具有較高的效率和可調(diào)的波長,,廣泛應(yīng)用于光譜學(xué),、激光雷達(dá)和通信等領(lǐng)域。QCL激光驅(qū)動(dòng)器的主要功能包括:1.電流控制:提供穩(wěn)定的電流源,,以確保QCL在比較好工作狀態(tài)下運(yùn)行,。2.調(diào)制功能:能夠?qū)す廨敵鲞M(jìn)行調(diào)制,以實(shí)現(xiàn)不同的應(yīng)用需求,,如脈沖激光輸出,。3.溫度控制:通常集成溫控系統(tǒng),以保持激光器在穩(wěn)定的溫度環(huán)境中工作,,確保性能穩(wěn)定,。4.保護(hù)功能:具備過流,、過溫等保護(hù)機(jī)制,以防止激光器因異常條件而損壞,。選擇合適的QCL激光驅(qū)動(dòng)器時(shí),,需要考慮激光器的工作參數(shù)、所需的調(diào)制頻率和穩(wěn)定性等因素,。
傳統(tǒng)的半導(dǎo)體激光器,,工作原理都是依靠半導(dǎo)體材料中導(dǎo)帶的電子和價(jià)帶中的空穴復(fù)合而激發(fā)光子,其激射波長由半導(dǎo)體材料的禁帶寬度所決定,由于受禁帶寬度的限制,,使得半導(dǎo)體激光器難以發(fā)出中遠(yuǎn)紅外以及太赫茲波段的激光,。自然界不多的對應(yīng)能出射中遠(yuǎn)紅外的半導(dǎo)體材料-鉛鹽系材料,其只能在低溫下工作(低于77K),,且輸出功率極低,,為微瓦級別。為了使半導(dǎo)體激光器也能激射中遠(yuǎn)紅外以及太赫茲波段的光,,科研人員跳出了基于半導(dǎo)體材料p-n結(jié)發(fā)光的理論,,提出了量子級聯(lián)激光器的構(gòu)想。量子級聯(lián)激光器的工作原理為電子在半導(dǎo)體材料導(dǎo)帶的子帶間躍遷和聲子共振輔助隧穿從而產(chǎn)生光放大,,其出射波長由導(dǎo)帶的子帶間的能量差所決定,,和半導(dǎo)體材料的禁帶寬度無關(guān),因此可以通過設(shè)計(jì)量子阱層的厚度來實(shí)現(xiàn)波長的控制,。如圖1.(A)傳統(tǒng)半導(dǎo)體激光器其發(fā)光原理(B)QCL發(fā)光原理,。 TDLAS能實(shí)現(xiàn)"原位,、連續(xù),、實(shí)時(shí)測量",環(huán)境適應(yīng)力強(qiáng),,易于設(shè)備的小型化,。
量子級聯(lián)激光器(QuantumCascadeLaser,QCL)作為一種新興的激光技術(shù),正在多個(gè)領(lǐng)域中展現(xiàn)出其獨(dú)特的優(yōu)勢和廣泛的應(yīng)用潛力,。其的優(yōu)點(diǎn)使得產(chǎn)品在市場上備受青睞,,尤其是在環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療成像和工業(yè)檢測等方面,。首先,,量子級聯(lián)激光器具有出色的波長可調(diào)性,能夠在中紅外范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高效發(fā)射,。這一特性使得量子級聯(lián)激光器在氣體傳感領(lǐng)域的應(yīng)用尤為突出,。通過精確的波長調(diào)節(jié),用戶可以針對特定氣體進(jìn)行高靈敏度的檢測,,從而有效解決了傳統(tǒng)傳感器難以檢測低濃度有害氣體的問題,。這不僅提高了環(huán)境監(jiān)測的精度,,也為企業(yè)的安全生產(chǎn)提供了有力保障。其次,,量子級聯(lián)激光器在醫(yī)療成像領(lǐng)域也展現(xiàn)出了巨大的優(yōu)勢,。其高功率和高效率的特性,能夠提升成像系統(tǒng)的分辨率和信噪比,,使得醫(yī)生能夠更清晰地觀察到組織和的狀態(tài),。這對于早期疾病的診斷和方案的制定具有重要意義,從而提高了患者的效率,,降低了醫(yī)療成本,。 在大氣污染監(jiān)控中,QCL能夠準(zhǔn)確檢測大氣中的微量成分,,為環(huán)境保護(hù)提供有力支持,。上海國產(chǎn)QCL激光器定制
QCL由二次諧波從而對污染氣體進(jìn)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(shí)間快等特點(diǎn),。北京制造QCL激光器價(jià)格
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(gè)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(shí)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(gè)過程再次發(fā)光,。這個(gè)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,。 北京制造QCL激光器價(jià)格