氣體分析儀主要利用激光光譜技術,通過氣體對特定波長的激光吸收特性來檢測氣體濃度。1.激光吸收光譜原理激光吸收光譜法基于不同氣體分子對特定波長的激光具有不同的吸收特性。當激光光束穿過氣體樣品時,特定氣體分子會吸收與其吸收光譜相匹配的激光波長。通過測量吸收后的激光強度變化,可以確定氣體的濃度。2.調諧二極管激光吸收光譜(TDLAS)調諧二極管激光吸收光譜(TDLAS)是激光氣體分析儀**常用的技術之一。其工作原理如下:激光光源:使用調諧半導體激光器作為光源,能夠在特定的窄波段范圍內快速調諧激光波長,精確匹配待測氣體的吸收峰。氣體吸收過程:激光器發(fā)射的窄帶單色激光穿過待測氣體樣品。由于特定氣體分子在特定波長處具有吸收峰,部分激光能量被吸收,導致光強度減弱。探測器測量:激光通過氣體后,剩余的激光光強被探測器接收。探測器將光信號轉換為電信號,測量激光強度的衰減。信號處理與濃度計算:分析儀通過計算吸收光譜的強度和形狀,使用朗伯-比爾定律(Beer-LambertLaw)來推導出氣體的濃度。TDLAS技術的高分辨率和高靈敏度使其能夠準確檢測低濃度的氣體。3.光聲光譜(PAS)光聲光譜(PhotoacousticSpectroscopy。 TDLAS能實現(xiàn)"原位、連續(xù)、實時測量",環(huán)境適應力強,易于設備的小型化。北京SF6QCL激光器封裝
QCL激光器:帶領未來的光源之選在當今高科技飛速發(fā)展的時代,QCL激光器以其性能和廣泛的應用領域,正逐漸成為行業(yè)的新寵。作為一種先進的量子級聯(lián)激光器,QCL激光器在光譜分析、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療診斷等多個領域都展現(xiàn)出了非凡的實力。QCL激光器的優(yōu)勢在于其高功率、高效率和高穩(wěn)定性。通過精密的量子工程設計,QCL激光器能夠在較寬的波長范圍內提供穩(wěn)定且激光輸出,滿足各種復雜應用場景的需求。同時,其緊湊的結構設計和優(yōu)異的熱穩(wěn)定性,使得QCL激光器在長時間連續(xù)工作時仍能保持出色的性能表現(xiàn)。新型QCL激光器哪家好0.76~25μm 為近紅外,25~30μm 為中紅外,30~1000 μm為遠紅外。
除了氣體檢測外,帶間級聯(lián)激光器也可用于***領域中。紅外半導體激光器由于體積小、效率高、易調制、環(huán)境適應強等優(yōu)點在***領域得到了廣泛應用。紅外制導導彈已經從***代紅外尋的制導向第四代3~5μm中紅外波段凝視成像制導發(fā)展,該技術**提高了紅外制導導彈的靈敏度和抗干擾能力,使其獲得了更遠的攻擊距離。此外,中紅外波段還可以應用于工業(yè)過程控制、臨床呼吸診斷、紅外景象投影、醫(yī)學醫(yī)療和化學生物威脅探測等領域中;還可以作為光發(fā)射機進行通信,實現(xiàn)自由空間內的信息傳輸。目前,可以實現(xiàn)中紅外波段激光器的主要技術手段包括一類(type-Ⅰ)量子阱(QW)銻化鎵(GaSb)基的激光器及其形成的一類級聯(lián)量子阱激光器。此外還有目前在長波紅外和太赫茲波段非常熱門的量子級聯(lián)激光器。本文重點介紹帶間級聯(lián)激光器。
QCL激光器的技術優(yōu)勢 波長可調性:QCL激光器的波長可以通過調整量子阱的結構來實現(xiàn)精確控制,這一特性使其在光譜分析、環(huán)境監(jiān)測等領域具有廣泛應用前景。光束質量高:由于采用了先進的量子級聯(lián)結構設計,QCL激光器產生的光束質量非常高,光束發(fā)散角小,能量集中,這使得它在遠程傳感、激光雷達等領域具有優(yōu)勢。高效率與低功耗:QCL激光器采用了新型材料和先進工藝,有效提高了光電轉換效率,同時降低了功耗,符合當前綠色環(huán)保、節(jié)能減排的發(fā)展趨勢。QCL有著非常重要的用途,高精度痕量氣體傳感、自由空間光通信、定向紅外干擾等。
1994年4月,貝爾實驗室在《科學》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體超晶格的研究以及通過子帶間躍遷實現(xiàn)激光器的探索。在帶間級聯(lián)激光器提出的2~3年內,空穴注入區(qū)就已經提出并加入到了帶間級聯(lián)激光器的結構中。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雲^(qū)和W型有源區(qū)的設計直到***也一直被采用。1997年,由休斯頓大學和桑迪亞國家實驗室合作完成的***臺可達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%,從而證實了級聯(lián)過程。里程碑式的突破是在2002年,研究人員Yang等實現(xiàn)了***臺室溫脈沖激射的帶間級聯(lián)激光器,由18個周期構成。 利用QCL作為光源則在很大程度上擴展了可探測波段,也在一定程度上提高了探測極限。廣東CO2QCL激光器定制
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。北京SF6QCL激光器封裝
在工業(yè)檢測方面,量子級聯(lián)激光器以其小型化和集成化的設計,完美適應了現(xiàn)代工業(yè)的需求。它能夠以更低的能耗和更小的體積完成復雜的檢測任務。這對于降低企業(yè)的運營成本,提高生產效率,具有重要的推動作用。許多企業(yè)通過引入量子級聯(lián)激光器技術,成功減少了設備占用空間,并提升了生產線的自動化程度。綜合來看,量子級聯(lián)激光器憑借其高效、靈活和經濟的特性,正逐步改變各行各業(yè)的技術格局。無論是在環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療成像還是工業(yè)檢測領域,量子級聯(lián)激光器都為客戶提供了切實可行的解決方案,幫助企業(yè)提高效率、降低成本,從而在競爭激烈的市場環(huán)境中脫穎而出。隨著技術的不斷進步和應用范圍的擴大,量子級聯(lián)激光器的未來將更加光明,值得行業(yè)內外的共同關注。 北京SF6QCL激光器封裝