氣體分析儀主要利用激光光譜技術(shù),,通過氣體對特定波長的激光吸收特性來檢測氣體濃度,。1.激光吸收光譜原理激光吸收光譜法基于不同氣體分子對特定波長的激光具有不同的吸收特性。當(dāng)激光光束穿過氣體樣品時(shí),,特定氣體分子會吸收與其吸收光譜相匹配的激光波長,。通過測量吸收后的激光強(qiáng)度變化,可以確定氣體的濃度,。2.調(diào)諧二極管激光吸收光譜(TDLAS)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(dǎo)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...
中紅外溫室氣體激光器在環(huán)境監(jiān)測和氣候變化研究中正發(fā)揮著越來越關(guān)鍵的作用,,隨著全球?qū)厥覛怏w減排的日益重視,,市場對高效、精確的氣體檢測設(shè)備的需求也在不斷攀升,。中紅外溫室氣體激光器憑借其的性能和技術(shù)優(yōu)勢,,已經(jīng)成為這一領(lǐng)域不可或缺的重要工具。首先,,這種激光器能夠精確檢測諸如二氧化碳,、甲烷等主要溫室氣體,其高靈敏度和選擇性使其在環(huán)境監(jiān)測,、工業(yè)排放評估以及城市空氣質(zhì)量檢測等方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,。各國和企業(yè)逐步加強(qiáng)對溫室氣體排放的監(jiān)管,,推動(dòng)了中紅外溫室氣體激光器的廣泛應(yīng)用,,比如在城市的空氣質(zhì)量監(jiān)測中,這些激光器可以實(shí)時(shí)提供數(shù)據(jù),,使得相關(guān)部門能夠及時(shí)采取措施,,改善空氣質(zhì)量,保護(hù)民眾的健康,。其...
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)體積小,;QCL相比其它激光器如:一氧化...
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(xiàng)重大突破,,量子級聯(lián)激光驅(qū)動(dòng)器的問世,,將為用戶解決一系列實(shí)際問題,推動(dòng)高科技產(chǎn)品的創(chuàng)新與應(yīng)用,。量子級聯(lián)激光驅(qū)動(dòng)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(dòng)器在多個(gè)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(dòng)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?。量子級?lián)激光驅(qū)動(dòng)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(shí)現(xiàn)更低延遲和更高...
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)...
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(dǎo)體激光器由于體積小、效率高,、易調(diào)制,、環(huán)境適應(yīng)強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)在***領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈已經(jīng)從***代紅外尋的制導(dǎo)向第四代3~5μm中紅外波段凝視成像制導(dǎo)發(fā)展,,該技術(shù)**提高了紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈的靈敏度和抗干擾能力,,使其獲得了更遠(yuǎn)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(xué)醫(yī)療和化學(xué)生物威脅探測等領(lǐng)域中,;還可以作為光發(fā)射機(jī)進(jìn)行通信,實(shí)現(xiàn)自由空間內(nèi)的信息傳輸,。目前,,可以實(shí)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)...
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(jià)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(gè)原因,。當(dāng)然,,QCL的閾值電流密度也與有源區(qū)設(shè)計(jì),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(shí)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(dòng)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...