中遠紅外波段包含了兩個重要的大氣窗口3-5μm和8-13μm波段,很多氣體的特征吸收峰都在這個波段,如NO、CO、CO2、NH3、SO2、SO3等,還有一些人體疾病如糖尿病、、胸、肺、精神疾病等特征氣體的吸收譜線也處于此波段,如圖4。不同氣體的特征吸收峰基于QCL的檢測系統(tǒng),具有體積小、檢測速度快、精確度高等特點,可以廣泛的應用在環(huán)境檢測、痕量氣體檢測、醫(yī)療診斷等方面,基于QCL的氣體檢測系統(tǒng)是QCL重要的應用之一,如氣體檢測系統(tǒng)如圖5。相比于傳統(tǒng)的氣體檢測技術(電化學檢測、氣相色譜分析、紅外LED),量子級聯(lián)激光器在氣體檢測的優(yōu)勢如下:1、量子級聯(lián)激光器具有很窄的光譜線寬,可以獲得氣體分子、原子光譜線中精細結構,因此基于量子級聯(lián)激光器的氣體檢測系統(tǒng)分辨率要遠高于其他光譜檢測方法,而且系統(tǒng)中不需要分光器件,可以通過調(diào)諧QCL的波長,就可在光電探測器中直接得到其吸收光譜。2、QCL的光束質量好,其出射光的發(fā)散角小,可以利用光的反射來設計光學長程池從而增加系統(tǒng)的吸收光程,進而就可以提高系統(tǒng)的靈敏度,這對于低濃度的氣體檢測十分有效。 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。海南N2OQCL激光器加工
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)。 新型QCL激光器公司QCL會被集成到光譜儀中,完成紅外光譜檢測。QCL被認為是中遠紅外范圍內(nèi)氣體檢測的優(yōu)勢光源。
QCL激光器,得益于先進的量子級聯(lián)技術,實現(xiàn)了前所未有的高功率輸出,確保了激光的穩(wěn)定性和可靠性。這一技術突破,不僅提升了激光器的轉換效率,更將光譜線寬壓縮至極窄范圍,為用戶帶來了前所未有的度和高效性。與此同時,我們積極響應國家國產(chǎn)化號召,通過自主研發(fā)與自主生產(chǎn),大幅度降低了成本,提升了產(chǎn)品的性價比,讓用戶能夠以更加實惠的價格,享受到的激光解決方案。
QCL激光器的又一大亮點。無論是光譜分析、材料加工,還是其他需要高功率激光支持的應用場景,我們的QCL激光器都能輕松應對,展現(xiàn)出強大的應用潛力和市場競爭力。
常見的溫室氣體光譜學檢測技術主要包括非分散紅外光譜技術(NDIR)、傅立葉變換光譜技術(FTIR)、差分光學吸收光譜技術(DOAS)、差分吸收激光雷達技術(DIAL)、可調(diào)諧半導體激光吸收光譜技術(TDLAS)、離軸積分腔輸出光譜技術(OA-ICOS)、光腔衰蕩光譜技術(CRDS)、激光外差光譜技術(LHS)、空間外差光譜技術(SHS)等。其中,NDIR技術利用氣體分子對寬帶紅外光的吸收光譜強度與濃度成正比的關系,進行溫室氣體反演,具有結構簡單、操作方便、成本低廉等優(yōu)點,但儀器的光譜分辨率和檢測靈敏度較低。FTIR技術通過測量紅外光的干涉圖,并對干涉圖進行傅立葉積分變換,從而獲得被測氣體紅外吸收光譜,能夠實現(xiàn)多種組分同時監(jiān)測,適用于溫室氣體的本底、廓線和時空變化測量及其同位素探測,儀器系統(tǒng)較為復雜,價格比較昂貴。DOAS也是一種寬帶光譜檢測技術,能夠實現(xiàn)多氣體組分探測,儀器光譜分辨率較低,易受水汽和氣溶膠的影響。DIAL技術是一種利用氣體分子后向散射效應對氣體遙感探測的光譜技術,具有高精度、遠距離、高空間分辨等優(yōu)點,系統(tǒng)較為復雜,成本較高。TDLAS技術利用窄線寬的可調(diào)諧激光光源,完整地掃描到氣體分子的一條或幾條吸收譜線。TDLAS技術有高效、選擇高、響應快、適應性強等優(yōu)點,通過追蹤分子的吸收光譜獲得特征參數(shù)的重要手段。
紅外激光光譜學獨特的優(yōu)勢以及在許多領域有著潛在的重要應用價值,是近年來非常熱門的研究領域之一。主要的應用有:(1)高選擇性,高分辨率的光譜技術,由于分子光譜的“指紋”特征,它不受其它氣體的干擾。這一特性與其它方法相比有明顯的優(yōu)勢。(2)它是一種對所有在紅外有吸收的活躍分子都有效的通用技術,同樣的儀器可以方便的改成測量其它組分的儀器,只需要改變激光器和標準氣。由于這個特點,很容易就能將其改成同時測量多組分的儀器。(3)它具有速度快,靈敏度高的優(yōu)點。在不失靈敏度的情況下,其時間分辨率可以在ms量級。應用該技術的主要領域有:分子光譜研究、工業(yè)過程監(jiān)測控制、燃燒過程診斷分析、發(fā)動機效率和機動車尾氣測量、檢測、大氣中痕量污染氣體監(jiān)測等。因此,可調(diào)諧紅外激光光譜新方法及其環(huán)境污染時空分布監(jiān)測研究對國家可持續(xù)發(fā)展和解決環(huán)境領域中必不可少的監(jiān)測分析新方法與新技術有重要的科學意義和實用價值。應用該技術的主要領域有:1、分子光譜研究:光譜結構、線寬、線強等;2、大氣痕量氣體檢測:CH2O、CH4、CO2、NH3等;3、工業(yè)過程監(jiān)測控制:CO、CO2、H2O、NH3等;4、醫(yī)療診斷:NO、CO、CO2、CH4等;5、機動車尾氣測量:CO、CO2、NH3、NO等。 可調(diào)諧激光器的廣波長調(diào)諧能力和高精度控制特性,使其在多個領域具有巨大的應用潛力。新疆CO2QCL激光器封裝
中紅外QCL-TDLAS激光氣體檢測技術有 ppb 級超高靈敏度、超大檢測范圍、高選擇性、實用性強,易于維護等優(yōu)勢。海南N2OQCL激光器加工
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)揮著越來越關鍵的作用,隨著全球對溫室氣體減排的日益重視,市場對高效、精確的氣體檢測設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優(yōu)勢,已經(jīng)成為這一領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量檢測等方面發(fā)揮著至關重要的作用。各國和企業(yè)逐步加強對溫室氣體排放的監(jiān)管,推動了中紅外溫室氣體激光器的廣泛應用,比如在城市的空氣質量監(jiān)測中,這些激光器可以實時提供數(shù)據(jù),使得相關部門能夠及時采取措施,改善空氣質量,保護民眾的健康。其次,技術的不斷進步為中紅外溫室氣體激光器的性能提升提供了新的可能。近年來,激光技術的創(chuàng)新使得這些設備在體積、功耗和成本方面得到了改善。例如,采用新型材料和工藝,使得激光器的體積更加小巧,便于攜帶和部署,同時降低了生產(chǎn)和維護成本。這一趨勢不僅降低了使用門檻,也使得中紅外溫室氣體激光器能夠在更多的應用場景中發(fā)揮作用,滿足市場對靈活性和便攜性的需求,甚至可以應用于野外勘測和移動監(jiān)測等場合。 海南N2OQCL激光器加工
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