量子級聯(lián)激光器輸出功率較高圖3量子級聯(lián)激光器有源區(qū)工作示意圖(兩個周期)比起中紅外波段其它光源,QCL的輸出功率較高。不同的激光氣體檢測應用中會需要不同的功率,故激光器的高功率工作是非常必要的。改變工作電流就可以改變激光器的輸出功率,高功率的激光器能夠提供的功率范圍大,可以滿足更多的應用場景。QCL輸出功率較高的原因可以歸結(jié)于其本身的有源區(qū)結(jié)構設計,其電子利用效率較高。內(nèi)量子效率是指每秒注入有源區(qū)的電子-空穴對數(shù)能夠產(chǎn)生的光子數(shù)多少。圖3給出典型的QCL有源區(qū)工作示意圖,電子流通過一系列的子帶和微帶,實現(xiàn)子帶中的上能級電子的集聚,之后迅速躍遷到下能級并產(chǎn)生光子,之后注入?yún)^(qū)再重復利用電子流,使之進入下一個循環(huán)。理論上一個電子可以產(chǎn)生與有源區(qū)級數(shù)相同的光子數(shù),從而內(nèi)量子效率較高,輸出的功率也就越大。而常規(guī)的半導體激光器中,一個電子在與空穴相遇后輻射出一個光子??墒覝毓ぷ髟S多應用中需要激光器能室溫工作(室溫脈沖或室溫連續(xù)工作)。器件低溫工作時需將激光器放置在液氮制冷的杜瓦中,將增大系統(tǒng)體積,而且不利于激光器的光束整形。而常規(guī)半導體激光器中電子和空穴的分布對溫度十分敏感,在長波長區(qū)域。 在大氣污染監(jiān)控中,QCL能夠準確檢測大氣中的微量成分,為環(huán)境保護提供有力支持。半導體QCL激光器多少錢
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?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(zhì)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(zhì)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(zhì)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。 河南二氧化碳QCL激光器哪家好TDLAS技術采用的半導體激光光源的光譜,寬度遠小于氣體吸收譜線的展寬,得到單線吸收光譜。
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(jié)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?qū)崿F(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?qū)崿F(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。
波長覆蓋范圍寬量子級聯(lián)激光器從波長設計原理上與常規(guī)半導體激光器不同,常規(guī)半導體激光器的激射波長受限于材料自身的禁帶寬度,而QCL的激射波長是由導帶中子帶間的能級間距決定的,可以通過調(diào)節(jié)量子阱/壘層的厚度改變子帶間的能級間距,從而改變QCL的激射波長。從理論上講,QCL可以覆蓋中遠紅外到THz波段。[2]單個激光器激射波長連續(xù)可調(diào)諧對于各種氣體的檢測,需要激光器的波長精確平滑地從一個波長調(diào)諧到另一個波長。對于特定氣體的檢測,波長更需要精確的調(diào)節(jié)以匹配其吸收線,也稱為分子“指紋”。另外,通過波長調(diào)節(jié)以匹配氣體的第二條吸收線,可以用來作為條吸收線是否正確的判斷標準。單個激光器的激射波長可以通過改變溫度和工作電流進行調(diào)諧,已有技術通過改變激光器的工作溫度,得到波長9μm激光器中心頻率,約為10cm-1。而使用外置光柵,可以得到更寬的波長調(diào)諧范圍。 TDLAS:當激光波長與待測氣體分子的吸收線匹配時,分子會吸收部分能量,透射光強度的變化,計算氣體濃度。
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(zhuǎn)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。 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。四川氣體檢測QCL激光器供應商
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。半導體QCL激光器多少錢
QCL激光器的基本結(jié)構包括FP-QCL、DFB-QCL和ECqcL。增益介質(zhì)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(jié)構是F-P腔激光器(FP-QCL)。在F-P結(jié)構中,切割面為激光提供反饋,有時也使用介質(zhì)膜以優(yōu)化輸出。2.第二種結(jié)構是在QC芯片上直接刻分布反饋光柵。這種結(jié)構(DFB-QCL)可以輸出較窄的光譜,但是輸出功率卻比FP-QCL結(jié)構低很多。通過大范圍的溫度調(diào)諧,DFB-QCL還可以提供有限的波長調(diào)諧(通過緩慢的溫度調(diào)諧獲得10~20cm-1的調(diào)諧范圍,或者通過快速注進電流加熱調(diào)諧獲得2~3cm-1的范圍)。3.第三種結(jié)構是將QC芯片和外腔結(jié)合起來,形成ECqcL。這種結(jié)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(diào)諧(速度超過10ms)。由于ECqcL結(jié)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。 半導體QCL激光器多少錢