當紅外輻射的能量與氣體分子振動躍遷所需的能量相匹配時,，氣體分子會吸收特定波長的紅外光，導致透過光的強度減弱,，從而形成特征吸收峰,。輻射光子的能量與分子振動躍遷的能量差相等。l分子振動伴隨偶極矩的變化（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特的紅外吸收譜帶,，這種特征吸收峰可以用來識別氣體種類,。絕大多數(shù)氣態(tài)化學物質(zhì)在中紅外光譜區(qū)（≈2-25μm）都顯示出基本的振動吸收帶，這些基本帶對光的吸收提供了一種幾乎通用的檢測手段,。光學技術(shù)的主要特征是對痕量氣體的非侵入式原位檢測能力,。目前中紅外激光在定量痕量氣體檢測中的應(yīng)用必將代替近紅外成為下一代高精度的選擇。進入21世紀全球環(huán)境問題日益突出,，各國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警措施從而可以避免風險于災(zāi)難之前。激光吸收光譜法是檢測微量氣體的方法之一,。它使用分布式反饋激光二極管（DFB-LD）檢測某種氣體,，該二極管具有特定于該氣體的光吸收波長。 TDLAS利用半導體激光器的波長調(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。河南NOQCL激光器型號

    帶間級聯(lián)激光器（ICL）是實現(xiàn)3～5μm波段中紅外激光器的重要前沿,，其在半導體光電器件技術(shù)、氣體檢測,、醫(yī)學醫(yī)療以及自由空間光通信等領(lǐng)域具有重要科學意義和應(yīng)用價值,。近年來，半導體帶間級聯(lián)激光器的量子阱能帶理論設(shè)計方法和激光器制備**技術(shù)得到迅速提升,。帶間級聯(lián)激光器是一種以?族體系為主,，通過量子工程的能帶設(shè)計及其材料外延、工藝制作而成的可以工作于中紅外波段的激光器,。由于結(jié)合了傳統(tǒng)的量子阱激光器較長的上能級載流子復(fù)合壽命,，以及量子級聯(lián)激光器（QCL）通過級聯(lián)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)較高內(nèi)量子效率的優(yōu)點,，在中紅外波段具有較大的優(yōu)勢。研究背景中紅外波段包含了許多氣體分子的吸收峰,，對于氣體分子而言,，在中紅外波段的中心吸收截面一般比其在近紅外區(qū)的中心吸收截面高幾個數(shù)量級。因此,，為了獲得更高的靈敏度和更低的檢測限,，利用中紅外的可調(diào)諧半導體激光器吸收光譜技術(shù)（TDLAS）可以實現(xiàn)對特殊或有毒氣體的檢測。常見的位于中紅外波段的氣體分子如圖1所示,，諸如礦井氣體甲烷（CH4）分子吸收峰位于3260nm,，一氧化碳（CO）分子吸收峰位于4610nm，二氧化碳（CO2）分子吸收峰位于4230nm,，氯化氫（HCl）分子吸收峰位于3395nm,，溴化氫（HBr）分子吸收峰位于4020nm。 新疆水QCL激光器甲烷分子的基頻吸收帶位于在3.3μm附近的中紅外區(qū)域,。因此用中紅外激光器探測甲烷氣體非常有益,。

    TDLAS技術(shù)具有高靈敏度、高光譜分辨率,、快速響應(yīng)等優(yōu)點,，廣泛應(yīng)用于氣體的痕量探測。利用氣體吸收譜線隨溫度,、氣壓等因素變化的特性,，該技術(shù)可實現(xiàn)對氣體體系溫度、濃度,、速度和流量等參數(shù)的測量,。無干擾、低價,、可小型化等是TDLAS技術(shù)的主要優(yōu)點,。我們致力于發(fā)展高速（微秒級）、高靈敏（ppb級）,、可攜帶式的基于可調(diào)諧半導體激光器的氣體測量技術(shù)方法,，拓展在航空航天、石油化工和燃燒等領(lǐng)域的應(yīng)用,。調(diào)諧二極管激光吸收光譜（TDLAS）是激光氣體分析儀**常用的技術(shù)之一,。其工作原理如下：激光光源：使用調(diào)諧半導體激光器作為光源，能夠在特定的窄波段范圍內(nèi)快速調(diào)諧激光波長,，精確匹配待測氣體的吸收峰。氣體吸收過程：激光器發(fā)射的窄帶單色激光穿過待測氣體樣品,。由于特定氣體分子在特定波長處具有吸收峰,，部分激光能量被吸收，導致光強度減弱,。探測器測量：激光通過氣體后,，剩余的激光光強被探測器接收。探測器將光信號轉(zhuǎn)換為電信號,，測量激光強度的衰減,。信號處理與濃度計算：分析儀通過計算吸收光譜的強度和形狀，使用朗伯-比爾定律（Beer-LambertLaw）來推導出氣體的濃度,。TDLAS技術(shù)的高分辨率和高靈敏度使其能夠準確檢測低濃度的氣體,。

    除了氣體檢測外，帶間級聯(lián)激光器也可用于***領(lǐng)域中,。紅外半導體激光器由于體積小,、效率高、易調(diào)制,、環(huán)境適應(yīng)強等優(yōu)點在***領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,。紅外制導導彈已經(jīng)從***代紅外尋的制導向第四代3～5μm中紅外波段凝視成像制導發(fā)展，該技術(shù)**提高了紅外制導導彈的靈敏度和抗干擾能力,，使其獲得了更遠的攻擊距離,。此外，中紅外波段還可以應(yīng)用于工業(yè)過程控制,、臨床呼吸診斷,、紅外景象投影、醫(yī)學醫(yī)療和化學生物威脅探測等領(lǐng)域中,；還可以作為光發(fā)射機進行通信,，實現(xiàn)自由空間內(nèi)的信息傳輸。目前,，可以實現(xiàn)中紅外波段激光器的主要技術(shù)手段包括一類（type-Ⅰ）量子阱（QW）銻化鎵（GaSb）基的激光器及其形成的一類級聯(lián)量子阱激光器,。此外還有目前在長波紅外和太赫茲波段非常熱門的量子級聯(lián)激光器。本文重點介紹帶間級聯(lián)激光器,。 基于 TDLAS 技術(shù)的無創(chuàng)檢測方法,，且效果明顯。

    紅外光譜檢測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，易于實現(xiàn)儀器的小型化,。另外,，高功率密度激光光源更方便實現(xiàn)長光程檢測。紅外激光光譜學依據(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,。盡管如此，由III－V族化合物制成的半導體激光由于在通信和電子工業(yè)元件方面的廣泛應(yīng)用,，其價格相對便宜,，質(zhì)量、性能和輸出功率都相當優(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)測中得到了很好的應(yīng)用，足以達到ppm的檢測水平,，甚至到達ppb的水平,，接近中紅外光譜系統(tǒng)檢測靈敏度的1－10％。 利用QCL作為光源則在很大程度上擴展了可探測波段,，也在一定程度上提高了探測極限,。廣西二氧化碳QCL激光器哪家好

可調(diào)諧半導體激光吸收光譜（ＴＤＬＡＳ）是一種 具有高分辨率、高靈敏度,、快速檢測特點的氣體檢測 技術(shù),。河南NOQCL激光器型號

    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,。 河南NOQCL激光器型號