直接吸收光譜技術(shù)是通過調(diào)諧激光頻率到選擇吸收譜線透過率和譜線形狀進(jìn)行分析,，并獲取一些重要信息，如吸收譜線強(qiáng)度和增寬系數(shù),。從這些光譜測量得到信息可以推斷出氣體溫度,、濃度、氣流速度以及壓力等參數(shù)值,。信號發(fā)生器發(fā)生鋸齒波或三角波掃描信號給激光驅(qū)動器驅(qū)動DFB激光器,，激光器輸出激光通過待測氣體,，光電探測器接收到透射光，并通過對光強(qiáng)信號進(jìn)行分析,，從而測量得到氣體濃度值,。實(shí)現(xiàn)直接吸收光譜檢測透射光容易受到背景噪聲的干擾、激光器光強(qiáng)波動等因素的影響,，為了減小噪聲的干擾,，通常會使用高靈敏光譜技術(shù)，如采用波長調(diào)制技術(shù)對目標(biāo)信號進(jìn)行高頻調(diào)制,，實(shí)現(xiàn)抑制高頻背景噪聲,，從而極大提高探測靈敏度和精度。信號發(fā)生器發(fā)生鋸齒波或三角波掃描信號疊加快速正弦頻率f的調(diào)制信號給激光驅(qū)動器驅(qū)動DFB激光器,，激光器輸出調(diào)制光經(jīng)過待測氣體,，光電探測器接收到吸收后光強(qiáng)，此時(shí)將光信號轉(zhuǎn)換成電信號輸入到鎖相放大器對信號進(jìn)行解調(diào)輸出波長調(diào)制的諧波信號,，根據(jù)諧波信號的值計(jì)算得到此時(shí)氣體濃度值,。 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(diǎn),，是溫室氣體監(jiān)測技術(shù)的主流方向,。內(nèi)蒙古新型QCL激光器供應(yīng)商

    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(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,。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(dú)特的設(shè)計(jì)原理使其具有如下的獨(dú)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(shí)也可以工作在室溫環(huán)境下。目前國際上已研制出～19μm中遠(yuǎn)紅外量子級聯(lián)激光器系統(tǒng),。隨著技術(shù)的進(jìn)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(jìn)一個(gè)氣密性封裝內(nèi),，比較大限度的保護(hù)了激光器的性能和壽命,。 山東HerriotQCL激光器利用多種形式的光譜學(xué)測量手段，開展地面探測,、地基探測,、機(jī)載探測和星載探測四種典型光學(xué)觀測.

    波長覆蓋范圍寬量子級聯(lián)激光器從波長設(shè)計(jì)原理上與常規(guī)半導(dǎo)體激光器不同，常規(guī)半導(dǎo)體激光器的激射波長受限于材料自身的禁帶寬度,，而QCL的激射波長是由導(dǎo)帶中子帶間的能級間距決定的,，可以通過調(diào)節(jié)量子阱/壘層的厚度改變子帶間的能級間距，從而改變QCL的激射波長,。從理論上講,，QCL可以覆蓋中遠(yuǎn)紅外到THz波段。[2]單個(gè)激光器激射波長連續(xù)可調(diào)諧對于各種氣體的檢測,，需要激光器的波長精確平滑地從一個(gè)波長調(diào)諧到另一個(gè)波長,。對于特定氣體的檢測，波長更需要精確的調(diào)節(jié)以匹配其吸收線,，也稱為分子“指紋”,。另外，通過波長調(diào)節(jié)以匹配氣體的第二條吸收線,，可以用來作為條吸收線是否正確的判斷標(biāo)準(zhǔn),。單個(gè)激光器的激射波長可以通過改變溫度和工作電流進(jìn)行調(diào)諧，已有技術(shù)通過改變激光器的工作溫度,，得到波長9μm激光器中心頻率,，約為10cm-1。而使用外置光柵,，可以得到更寬的波長調(diào)諧范圍,。

    作為半導(dǎo)體激光技術(shù)發(fā)展的里程碑，量子級聯(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在氣體檢測方面的應(yīng)用，使得它的優(yōu)勢和潛力被更多的認(rèn)識和挖掘,。中遠(yuǎn)紅外量子級聯(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,；其次是級聯(lián)含義,，它的有源區(qū)由多級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,。 TDLAS利用半導(dǎo)體激光器的波長調(diào)諧特性,，可獲得待測氣體特征吸收峰的吸收光譜，對氣體定量的分析,。

    工農(nóng)業(yè)生產(chǎn),、化石燃料燃燒、機(jī)動車尾氣排放等人類活動產(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,、動態(tài)檢測技術(shù)是環(huán)境氣候研究的基礎(chǔ)和前提,。基于光譜學(xué)原理的氣體檢測技術(shù),，具有非接觸,、快響應(yīng)、高靈敏,、大范圍監(jiān)測等優(yōu)點(diǎn),，是目前溫室氣體監(jiān)測技術(shù)的主流研究方向。針對當(dāng)前溫室氣體點(diǎn)源,、面源,、區(qū)域、全球等尺度下的監(jiān)測需求,，綜合利用多種形式的光譜學(xué)測量手段,，開展地面探測、地基探測,、機(jī)載探測和星載探測四種典型光學(xué)觀測，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,，這對理解區(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,。 針對部分疾病,目前已有許多基于 TDLAS 技術(shù)的無創(chuàng)檢測方法,且效果明顯,。江西氨QCL激光器封裝

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。內(nèi)蒙古新型QCL激光器供應(yīng)商

    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(gè)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(jì),，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(shí)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(gè)循環(huán),。理論上一個(gè)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(gè)電子在與空穴相遇后輻射出一個(gè)光子?？墒覝毓ぷ髟S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(shí)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。 內(nèi)蒙古新型QCL激光器供應(yīng)商