量子級聯(lián)激光器是基于多個量子阱異質結中掩埋次能級躍遷的單極半導體注入激光器，它們是通過能帶工程并通過分子束外延生長方法得到的。QCL激光器的輸出波長依賴于量子阱和作用區(qū)掩埋層的厚度而不是激光材料的能級。由于QCL輸出波長不受帶隙寬度的限制，因而能夠被制成在中紅外波長區(qū)較寬范圍里輸出。QCL的輸出波長區(qū)可以從m到60m，激光輸出功率可以達到幾個mW。QCL在脈沖工作方式下可以工作在室溫下，并且已經(jīng)被用于痕量氣體的光譜檢測，但由于脈沖激光固有特點使其線寬相對較寬。雖然單模連續(xù)輸出DFB－QCL已早有報道，但到目前為止，還沒有痕量氣體檢測的報道。鑒于目前中紅外光譜區(qū)傳統(tǒng)激光技術存在的需要低溫制冷等限制，利用技術成熟的近紅外激光光源的參量頻率轉換實現(xiàn)室溫下連續(xù)波中紅外相干光源輸出是一個有效的補充。在中紅外光譜相干光輸出的參量過程主要有光參量振蕩（OPO）和差頻變換（DFG）。 可調諧半導體激光器調制光譜技術具有非侵入式原位快速在線測量和遙測等的特有優(yōu)勢。福建水QCL激光器報價
直接吸收光譜技術是通過調諧激光頻率到選擇吸收譜線透過率和譜線形狀進行分析，并獲取一些重要信息，如吸收譜線強度和增寬系數(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動器驅動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，并通過對光強信號進行分析，從而測量得到氣體濃度值。實現(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，如采用波長調制技術對目標信號進行高頻調制，實現(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的調制信號給激光驅動器驅動DFB激光器，激光器輸出調制光經(jīng)過待測氣體，光電探測器接收到吸收后光強，此時將光信號轉換成電信號輸入到鎖相放大器對信號進行解調輸出波長調制的諧波信號，根據(jù)諧波信號的值計算得到此時氣體濃度值。 寧夏SF6QCL激光器價格提供從QCL光源、MCT探測器等模塊組件，再到激光氣體分析系統(tǒng)的全套解決方案。
QCL激光器的基本結構包括FP-QCL、DFB-QCL和ECqcL。增益介質顯示為灰色，波長選擇機制為藍色，鍍膜面為橙色，輸出光束為紅色。1.簡單的結構是F-P腔激光器（FP-QCL）。在F-P結構中，切割面為激光提供反饋，有時也使用介質膜以優(yōu)化輸出。2.第二種結構是在QC芯片上直接刻分布反饋光柵。這種結構（DFB-QCL）可以輸出較窄的光譜，但是輸出功率卻比FP-QCL結構低很多。通過大范圍的溫度調諧，DFB-QCL還可以提供有限的波長調諧（通過緩慢的溫度調諧獲得10~20cm-1的調諧范圍，或者通過快速注進電流加熱調諧獲得2~3cm-1的范圍）。3.第三種結構是將QC芯片和外腔結合起來，形成ECqcL。這種結構既可以提供窄光譜輸出，又可以在QC芯片整個增益帶寬上（數(shù)百cm-1）提供快調諧（速度超過10ms）。由于ECqcL結構使用低損耗元件，因此它可在便攜式電池供電的條件下高效運作。
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）是激光領域的三個重大性里程碑。量子級聯(lián)激光器的工作原理與通常的半導體激光器截然不同，它打破了傳統(tǒng)p-n結型半導體激光器的電子-空穴復合受激輻射機制，其發(fā)光波長由半導體能隙來決定，填補了半導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體異質結薄層內由量子限制效應引起的分離電子態(tài)之間產(chǎn)生粒子數(shù)反轉，從而實現(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過程再次發(fā)光。這個級聯(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)明被視為半導體激光理論的一次和里程碑。 可調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。
量子級聯(lián)激光器（QuantumCascadeLaser,QCL）作為一種新興的激光技術，正在多個領域中展現(xiàn)出其獨特的優(yōu)勢和廣泛的應用潛力。其的優(yōu)點使得產(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性，能夠在中紅外范圍內實現(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域的應用尤為突出。通過精確的波長調節(jié)，用戶可以針對特定氣體進行高靈敏度的檢測，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。 基于光譜學原理的氣體檢測，有非接觸、快響應、高靈敏、大范圍監(jiān)測等優(yōu)點，是溫室氣體監(jiān)測技術的主流方向。上海NOQCL激光器報價
可調諧半導體激光器調制光譜技術和二氧化碳檢測技術可以測得二氧化碳氣體濃度值。福建水QCL激光器報價
TDLAS（TunableDiodeLaserAbsorptionSpectroscopy）技術利用可調諧半導體激光器的特性，通過調制激光器的波長，使其掃描被測氣體分子的吸收峰，從而實現(xiàn)對氣體分子濃度的測量。該技術通過紅外吸收來測量激光通過被測氣體時被吸收的數(shù)量，具有高精度和無接觸的特點。調諧半導體吸收光譜（TDLAS）技術是激光吸收光譜（LAS）技術的一種。根據(jù)激光器的不同驅動形式，激光吸收光譜（LAS）技術可以分為：直接吸收法和調制吸收法。這兩種技術各有優(yōu)缺點：直接吸收法：需要鎖定激光器驅動電流，不需加載2f諧波信號，結構簡單，成本低，但容易受干擾，尤其是低頻干擾，所以靈敏度相對低些。調制吸收法：需要給到激光器鋸齒波驅動電流信號，同時需要加載2f諧波信號到驅動電流上，結構會相對復雜一些，成本要比直接吸收法高一些，但是靈敏度高，能夠避開低頻干擾。其中又進一步分為波長調制類和頻率調制類，波長調制類需要更大的調諧范圍，頻率調制類需要很高的掃描頻率和調制頻率，技術復雜，靈敏度更高。 福建水QCL激光器報價
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