在現(xiàn)代民用領域,QCL激光器(量子級聯(lián)激光器)作為紅外對抗系統(tǒng)的重要組成部分,正逐漸顯示出其不可或缺的地位。隨著技術的不斷進步,以及對安全和效率的日益重視,QCL激光器在紅外對抗中的應用案例層出不窮,展現(xiàn)出其的性能和的適用性。以某國家的防空系統(tǒng)為例,該系統(tǒng)在面對敵方導彈威脅時,采用了QCL激光器紅外對抗技術。這一技術通過精確發(fā)射特定波長的激光,成功地干擾了敵方導彈的紅外尋的系統(tǒng),顯著提高了防空能力。通過這種方式,防空系統(tǒng)不僅能夠有效保護關鍵設施的安全,還能夠降低潛在的經(jīng)濟損失。這一成功應用案例展示了QCL激光器在實際戰(zhàn)斗環(huán)境中的高效性和實用性,同時也反映了現(xiàn)代中科技應用的重要性。 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。陜西氨QCL激光器加工
QCL激光器的基本結構包括FP-QCL(上圖)、DFB-QCL(中圖)和ECqcL(下圖)。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。 吉林COQCL激光器定制基于 TDLAS 技術的無創(chuàng)檢測方法,且效果明顯。
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變革性里程碑。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變革和里程碑。
量子級聯(lián)激光器(QuantumCascadeLaser)是一種能夠發(fā)射光譜在中紅外和遠紅外頻段激光的半導體激光器。它是由貝爾實驗室于1994年率先實現(xiàn)。隨著量子級聯(lián)激光器技術的日趨成熟,它開始被較多地應用于科學和工程研究。由于其明顯優(yōu)勢,在氣體檢測領域得到了迅速推廣。基于量子級聯(lián)激光器的紅外光譜氣體檢測技術具有靈敏度高、檢測速度快等優(yōu)點,特別是在高精度光譜檢測方面所具有的明顯優(yōu)勢,使其成為研究和應用的熱點。量子級聯(lián)激光器(QuantumcascadeLaser,QCL)是基于半導體耦合量子阱子帶(一般為導帶)間的電子躍遷所產生的一種單極性光源。量子(quantum)指的是通過調整有源區(qū)量子阱的厚度可以改變子帶的能級間距,實現(xiàn)對波長的“裁剪”,另外也指器件的尺寸較小。級聯(lián)(cascade)的意思是有源區(qū)中上一組成部分的輸出是下一部分的輸入,一級接一級串聯(lián)在一起。激光器(Laser)是指產生特定波長的光源。量子級聯(lián)激光器的波長可以覆蓋在、通信、氣體檢測等領域極具應用價值的中遠紅外波段。 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。
QCL(量子級聯(lián)激光器)激光驅動器是專門設計用于激勵量子級聯(lián)激光器的電子設備。QCL是一種基于半導體材料的激光器,具有較高的效率和可調的波長,廣泛應用于光譜學、激光雷達和通信等領域。QCL激光驅動器的主要功能包括:1.電流控制:提供穩(wěn)定的電流源,以確保QCL在比較好工作狀態(tài)下運行。2.調制功能:能夠對激光輸出進行調制,以實現(xiàn)不同的應用需求,如脈沖激光輸出。3.溫度控制:通常集成溫控系統(tǒng),以保持激光器在穩(wěn)定的溫度環(huán)境中工作,確保性能穩(wěn)定。4.保護功能:具備過流、過溫等保護機制,以防止激光器因異常條件而損壞。選擇合適的QCL激光驅動器時,需要考慮激光器的工作參數(shù)、所需的調制頻率和穩(wěn)定性等因素。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。西藏制造QCL激光器定制
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。陜西氨QCL激光器加工
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。 陜西氨QCL激光器加工