2025-04-16 07:22:39
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(shí)現(xiàn)儀器的小型化。另外,高功率密度激光光源更方便實(shí)現(xiàn)長光程檢測。紅外激光光譜學(xué)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(dǎo)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(dāng)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(dá)到ppm的檢測水平,甚至到達(dá)ppb的水平,接近中紅外光譜系統(tǒng)檢測靈敏度的1-10%。 在光譜學(xué)領(lǐng)域,可調(diào)諧激光器可以用于精確測量物質(zhì)的光譜特性;重慶氨QCL激光器供應(yīng)商
帶間級聯(lián)激光器(ICL)是實(shí)現(xiàn)3~5μm波段中紅外激光器的重要前沿,其在半導(dǎo)體光電器件技術(shù)、氣體檢測、醫(yī)學(xué)**以及自由空間光通信等領(lǐng)域具有重要科學(xué)意義和應(yīng)用價值。近年來,半導(dǎo)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(shí)現(xiàn)較高內(nèi)量子效率的優(yōu)點(diǎn),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(dǎo)體激光器吸收光譜技術(shù)(TDLAS)可以實(shí)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。 上海一氧化氮QCL激光器定制可調(diào)諧半導(dǎo)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(diǎn)的氣體檢測 技術(shù)。
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原因。當(dāng)然,QCL的閾值電流密度也與有源區(qū)設(shè)計,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在過去的20年取得了迅猛發(fā)展。其中,有兩個里程碑,一個是1997年室溫工作的分布反饋量子級聯(lián)激光器(DFB-QCL)的研制成功,實(shí)現(xiàn)了波長為μm和8μm的DFB-QCL的室溫工作,其中μm的激光器300K時峰值功率為60mW;另一個是2002年實(shí)現(xiàn)了波長為μm量子級聯(lián)激光器的室溫連續(xù)工作,器件在292K時輸出功率為17mW,比較高連續(xù)工作溫度為321K。
2002年之后,帶間級聯(lián)激光器在美國噴氣推進(jìn)實(shí)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(shí)現(xiàn)甲烷氣體的檢測。并于2007年交付美國**航空航天局(NASA)的好奇號進(jìn)行火星的甲烷探測。2008年,美國海軍實(shí)驗室(NRL)經(jīng)過多年優(yōu)化和發(fā)展,終于實(shí)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(dá)319K,激射波長為μm。2011年,美國海軍實(shí)驗室在材料設(shè)計的基礎(chǔ)上,又進(jìn)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(shí)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(jìn)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(dá)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。 在環(huán)境監(jiān)控,醫(yī)學(xué)應(yīng)用等痕量氣體檢測中,要求QCL單縱模,寬調(diào)諧,高功率,低閾值,高光束質(zhì)量的工作.
在當(dāng)今高科技迅猛發(fā)展的時代,量子級聯(lián)激光器(QCL激光器)憑借其性能,越來越受到氣體檢測領(lǐng)域的關(guān)注。作為一種高靈敏度的激光器,QCL激光器能夠在極低濃度的氣體環(huán)境下進(jìn)行準(zhǔn)確檢測,為環(huán)境監(jiān)測和工業(yè)應(yīng)用提供可靠的數(shù)據(jù)支持。這一特性使得QCL激光器成為氣體分析的工具,尤其在**監(jiān)測和環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域,其應(yīng)用價值不可小覷。QCL激光器的另一個優(yōu)勢在于其強(qiáng)大的選擇性。與其他類型的激光器相比,QCL激光器能夠有效地區(qū)分不同氣體分子的吸收特性。這意味著在復(fù)雜的氣體混合環(huán)境中,QCL激光器能夠精確識別特定氣體的存在,從而減少誤報的可能性,極大地提高了檢測的可靠性和準(zhǔn)確性。這種選擇性不僅提升了產(chǎn)品的市場競爭力,同時也為客戶帶來了更高的滿意度。 可調(diào)諧激光器的廣波長調(diào)諧能力和高精度控制特性,使其在多個領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。天津SF6QCL激光器
TDLAS利用可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器的窄線寬和波長隨注入電流變化,對分子的單個或幾個相近的吸收線進(jìn)行測量。重慶氨QCL激光器供應(yīng)商
中紅外溫室氣體激光器正是順應(yīng)這一市場趨勢,融合了先進(jìn)的激光技術(shù)和智能化設(shè)計,提供高性能的氣體檢測解決方案。我們產(chǎn)品在靈敏度、穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)處理能力等方面具有明顯優(yōu)勢,能夠為客戶提供精確可靠的監(jiān)測數(shù)據(jù)。這不僅幫助客戶更好地應(yīng)對和管理溫室氣體排放,還為其在環(huán)保方面的決策提供了重要依據(jù)。通過高效的數(shù)據(jù)分析和處理,我們的設(shè)備能夠?qū)崟r反饋監(jiān)測結(jié)果,助力企業(yè)和**快速響應(yīng)環(huán)境變化。展望未來,隨著全球?qū)夂蜃兓铜h(huán)保政策的重視不斷加深,中紅外溫室氣體激光器的市場需求將持續(xù)增長。尤其是在國際社會共同應(yīng)對氣候變化的背景下,各國在溫室氣體排放監(jiān)測方面的需求愈發(fā)迫切。我們的產(chǎn)品不僅在技術(shù)上保持**地位,更在市場價值和應(yīng)用范圍上展現(xiàn)出廣闊的前景。我們始終致力于為客戶提供高效、可靠的溫室氣體檢測方案,助力全球環(huán)境保護(hù)事業(yè)的發(fā)展??偠灾?,中紅外溫室氣體激光器的未來充滿機(jī)遇,隨著市場對環(huán)境保護(hù)的重視程度不斷加深,相關(guān)技術(shù)也將不斷創(chuàng)新和升級。我們期待與客戶共同攜手,推動中紅外溫室氣體激光器在各個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的美好未來貢獻(xiàn)力量。通過技術(shù)的進(jìn)步與合作的加深。 重慶氨QCL激光器供應(yīng)商