1994年4月,貝爾實(shí)驗(yàn)室在《科學(xué)》上報道了***個子帶間量子級聯(lián)激光器。帶間級聯(lián)和量子級聯(lián)激光器的研究都源于早期對于半導(dǎo)體超晶格的研究以及通過子帶間躍遷實(shí)現(xiàn)激光器的探索。在帶間級聯(lián)激光器提出的2~3年內(nèi),空穴注入?yún)^(qū)就已經(jīng)提出并加入到了帶間級聯(lián)激光器的結(jié)構(gòu)中。同時,W型二類量子阱的概念也被提出,并取代了原先的單邊型的二類量子阱??昭ㄗ⑷?yún)^(qū)和W型有源區(qū)的設(shè)計(jì)直到***也一直被采用。1997年,由休斯頓大學(xué)和桑迪亞國家實(shí)驗(yàn)室合作完成的***臺可達(dá)170K低溫工作的帶間級聯(lián)激光器被報道出來,此后,對于二類量子阱的研究也取得了一定進(jìn)展,而帶間級聯(lián)激光器也在1998~2000年工作溫度逐漸提升至250~286K,微分量子效率超過了傳統(tǒng)極限的100%,從而證實(shí)了級聯(lián)過程。里程碑式的突破是在2002年,研究人員Yang等實(shí)現(xiàn)了***臺室溫脈沖激射的帶間級聯(lián)激光器,由18個周期構(gòu)成。 利用QCL作為光源則在很大程度上擴(kuò)展了可探測波段,也在一定程度上提高了探測極限。上海國產(chǎn)QCL激光器定制
當(dāng)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(dǎo)致透過光的強(qiáng)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(dú)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(xué)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(xué)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(jìn)入21世紀(jì)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(fēng)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。 福建CH4QCL激光器報價DFB激光器由于具有良好的單色性,窄線寬特性和頻率調(diào)諧特性。
寧波寧儀信息技術(shù)有限公司是一家專注于高精度紅外激光器研發(fā)與應(yīng)用的,致力于為氣體分析領(lǐng)域提供的解決方案。我們不僅關(guān)注技術(shù)的創(chuàng)新,更注重技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的有效性與可靠性。通過利用先進(jìn)的激光技術(shù),我們能夠?qū)崟r監(jiān)測氣體成分濃度,從而確保環(huán)境的安全與質(zhì)量控制,為客戶創(chuàng)造更大的價值。在工業(yè)生產(chǎn)中,我們的氣體分析儀器能夠?qū)崟r監(jiān)測有害氣體的濃度變化,為企業(yè)的安全生產(chǎn)提供保障。在環(huán)境監(jiān)測方面,我們的產(chǎn)品能夠幫助及環(huán)保機(jī)構(gòu)精確掌握環(huán)境污染情況,及時采取措施,保護(hù)生態(tài)環(huán)境。而在醫(yī)療檢測領(lǐng)域,我們的高精度儀器則為疾病的早期診斷提供了可靠的數(shù)據(jù)支持,助力醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展。我們始終秉持“創(chuàng)新、專業(yè)、服務(wù)”的理念,積極推動技術(shù)進(jìn)步與產(chǎn)品升級。技術(shù)的不斷迭代與更新是我們永恒的追求,因此我們在研發(fā)中不斷引入新材料、新工藝,力求將的科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于我們的產(chǎn)品中,以更好地滿足客戶的需求。
中遠(yuǎn)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(diǎn),可以廣泛的應(yīng)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(yīng)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(shù)(電化學(xué)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(xì)結(jié)構(gòu),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(yuǎn)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(zhì)量好,其出射光的發(fā)散角小,可以利用光的反射來設(shè)計(jì)光學(xué)長程池從而增加系統(tǒng)的吸收光程,進(jìn)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。 DFB激光器能避免其他背景氣體的交叉干擾,使檢測系統(tǒng)具有較好的測量精度。
工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、化石燃料燃燒、機(jī)動車尾氣排放等人類活動產(chǎn)生的過量溫室氣體加劇了全球氣候變暖,研究和發(fā)展適用于不同空間、時間尺度的溫室氣體精確、快速、動態(tài)檢測技術(shù)是環(huán)境氣候研究的基礎(chǔ)和前提?;诠庾V學(xué)原理的氣體檢測技術(shù),具有非接觸、快響應(yīng)、高靈敏、大范圍監(jiān)測等優(yōu)點(diǎn),是目前溫室氣體監(jiān)測技術(shù)的主流研究方向。針對當(dāng)前溫室氣體點(diǎn)源、面源、區(qū)域、全球等尺度下的監(jiān)測需求,綜合利用多種形式的光譜學(xué)測量手段,開展地面探測、地基探測、機(jī)載探測和星載探測四種典型光學(xué)觀測,獲取溫室氣體空間分布、季節(jié)變化和年變化的特征和趨勢,這對理解區(qū)域碳排放、掌握源匯信息、研究環(huán)境氣候變化規(guī)律等具有重要意義。二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亞氮(N2O)、氫氟碳化合物(HFCs)、全氟碳化合物(PFCs)、六氟化硫(SF6),其中后三種氣體造成溫室效應(yīng)的能力強(qiáng),但從對全球升溫的貢獻(xiàn)百分比來說,CO2、CH4和N2O三大主要溫室氣體所占的比例大,它們對全球變暖的總體貢獻(xiàn)占到77%,濃度也呈現(xiàn)出逐年升高的趨勢。 TDLAS能實(shí)現(xiàn)"原位、連續(xù)、實(shí)時測量",環(huán)境適應(yīng)力強(qiáng),易于設(shè)備的小型化。福建CH4QCL激光器報價
QCL則將范圍拓展到了中遠(yuǎn)紅外波段,使其在氣體檢測、空間通訊等方面得到了越來越多的應(yīng)用。上海國產(chǎn)QCL激光器定制
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,尤其在安全監(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。 上海國產(chǎn)QCL激光器定制
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