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氣體分析儀主要利用激光光譜技術(shù),通過(guò)氣體對(duì)特定波長(zhǎng)的激光吸收特性來(lái)檢測(cè)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(duì)特定波長(zhǎng)的激光具有不同的吸收特性。當(dāng)激光光束穿過(guò)氣體樣品時(shí),特定氣體分子會(huì)吸收與其吸收光譜相匹配的激光波長(zhǎng)。通過(guò)測(cè)量吸收后的激光強(qiáng)度變化,可以確定氣體的濃度。2.調(diào)諧二極管激光吸收光譜(TDLAS)調(diào)諧二極管激光吸收光譜(TDLAS)是激光氣體分析儀**常用的技術(shù)之一。其工作原理如下:激光光源:使用調(diào)諧半導(dǎo)體激光器作為光源,能夠在特定的窄波段范圍內(nèi)快速調(diào)諧激光波長(zhǎng),精確匹配待測(cè)氣體的吸收峰。氣體吸收過(guò)程:激光器發(fā)射的窄帶單色激光穿過(guò)待測(cè)氣體樣品。由于特定氣體分子在特定波長(zhǎng)處具有吸收峰,部分激光能量被吸收,導(dǎo)致光強(qiáng)度減弱。探測(cè)器測(cè)量:激光通過(guò)氣體后,剩余的激光光強(qiáng)被探測(cè)器接收。探測(cè)器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),測(cè)量激光強(qiáng)度的衰減。信號(hào)處理與濃度計(jì)算:分析儀通過(guò)計(jì)算吸收光譜的強(qiáng)度和形狀,使用朗伯-比爾定律(Beer-LambertLaw)來(lái)推導(dǎo)出氣體的濃度。TDLAS技術(shù)的高分辨率和高靈敏度使其能夠準(zhǔn)確檢測(cè)低濃度的氣體。3.光聲光譜(PAS)光聲光譜(PhotoacousticSpectroscopy。 TDLAS能實(shí)現(xiàn)"原位、連續(xù)、實(shí)時(shí)測(cè)量",環(huán)境適應(yīng)力強(qiáng),易于設(shè)備的小型化。北京SF6QCL激光器封裝
QCL激光器:帶領(lǐng)未來(lái)的光源之選在當(dāng)今高科技飛速發(fā)展的時(shí)代,QCL激光器以其性能和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,正逐漸成為行業(yè)的新寵。作為一種先進(jìn)的量子級(jí)聯(lián)激光器,QCL激光器在光譜分析、環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)療診斷等多個(gè)領(lǐng)域都展現(xiàn)出了非凡的實(shí)力。QCL激光器的優(yōu)勢(shì)在于其高功率、高效率和高穩(wěn)定性。通過(guò)精密的量子工程設(shè)計(jì),QCL激光器能夠在較寬的波長(zhǎng)范圍內(nèi)提供穩(wěn)定且激光輸出,滿足各種復(fù)雜應(yīng)用場(chǎng)景的需求。同時(shí),其緊湊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)異的熱穩(wěn)定性,使得QCL激光器在長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作時(shí)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(yuǎn)紅外。
除了氣體檢測(cè)外,帶間級(jí)聯(lián)激光器也可用于***領(lǐng)域中。紅外半導(dǎo)體激光器由于體積小、效率高、易調(diào)制、環(huán)境適應(yīng)強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)在***領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈已經(jīng)從***代紅外尋的制導(dǎo)向第四代3~5μm中紅外波段凝視成像制導(dǎo)發(fā)展,該技術(shù)**提高了紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈的靈敏度和抗干擾能力,使其獲得了更遠(yuǎn)的攻擊距離。此外,中紅外波段還可以應(yīng)用于工業(yè)過(guò)程控制、臨床呼吸診斷、紅外景象投影、醫(yī)學(xué)醫(yī)療和化學(xué)生物威脅探測(cè)等領(lǐng)域中;還可以作為光發(fā)射機(jī)進(jìn)行通信,實(shí)現(xiàn)自由空間內(nèi)的信息傳輸。目前,可以實(shí)現(xiàn)中紅外波段激光器的主要技術(shù)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(jí)聯(lián)量子阱激光器。此外還有目前在長(zhǎng)波紅外和太赫茲波段非常熱門的量子級(jí)聯(lián)激光器。本文重點(diǎn)介紹帶間級(jí)聯(lián)激光器。
QCL激光器的技術(shù)優(yōu)勢(shì) 波長(zhǎng)可調(diào)性:QCL激光器的波長(zhǎng)可以通過(guò)調(diào)整量子阱的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)精確控制,這一特性使其在光譜分析、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景。光束質(zhì)量高:由于采用了先進(jìn)的量子級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),QCL激光器產(chǎn)生的光束質(zhì)量非常高,光束發(fā)散角小,能量集中,這使得它在遠(yuǎn)程傳感、激光雷達(dá)等領(lǐng)域具有優(yōu)勢(shì)。高效率與低功耗:QCL激光器采用了新型材料和先進(jìn)工藝,有效提高了光電轉(zhuǎn)換效率,同時(shí)降低了功耗,符合當(dāng)前綠色環(huán)保、節(jié)能減排的發(fā)展趨勢(shì)。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(shí)驗(yàn)室在《科學(xué)》上報(bào)道了***個(gè)子帶間量子級(jí)聯(lián)激光器。帶間級(jí)聯(lián)和量子級(jí)聯(lián)激光器的研究都源于早期對(duì)于半導(dǎo)體超晶格的研究以及通過(guò)子帶間躍遷實(shí)現(xiàn)激光器的探索。在帶間級(jí)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(jí)聯(lián)激光器的結(jié)構(gòu)中。同時(shí),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(guó)家實(shí)驗(yàn)室合作完成的***臺(tái)可達(dá)170K低溫工作的帶間級(jí)聯(lián)激光器被報(bào)道出來(lái),此后,對(duì)于二類量子阱的研究也取得了一定進(jìn)展,而帶間級(jí)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(guò)了傳統(tǒng)極限的100%,從而證實(shí)了級(jí)聯(lián)過(guò)程。里程碑式的突破是在2002年,研究人員Yang等實(shí)現(xiàn)了***臺(tái)室溫脈沖激射的帶間級(jí)聯(lián)激光器,由18個(gè)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(cè)波段,也在一定程度上提高了探測(cè)極限。廣東CO2QCL激光器定制
TDLAS技術(shù)采用的半導(dǎo)體激光光源的光譜,寬度遠(yuǎn)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(cè)方面,量子級(jí)聯(lián)激光器以其小型化和集成化的設(shè)計(jì),完美適應(yīng)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(fù)雜的檢測(cè)任務(wù)。這對(duì)于降低企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本,提高生產(chǎn)效率,具有重要的推動(dòng)作用。許多企業(yè)通過(guò)引入量子級(jí)聯(lián)激光器技術(shù),成功減少了設(shè)備占用空間,并提升了生產(chǎn)線的自動(dòng)化程度。綜合來(lái)看,量子級(jí)聯(lián)激光器憑借其高效、靈活和經(jīng)濟(jì)的特性,正逐步改變各行各業(yè)的技術(shù)格局。無(wú)論是在環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)療成像還是工業(yè)檢測(cè)領(lǐng)域,量子級(jí)聯(lián)激光器都為客戶提供了切實(shí)可行的解決方案,幫助企業(yè)提高效率、降低成本,從而在競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)環(huán)境中脫穎而出。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用范圍的擴(kuò)大,量子級(jí)聯(lián)激光器的未來(lái)將更加光明,值得行業(yè)內(nèi)外的共同關(guān)注。 北京SF6QCL激光器封裝