量子級聯激光器輸出功率較高圖3量子級聯激光器有源區工作示意圖（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于其本身的有源區結構設計，其電子利用效率較高。內量子效率是指每秒注入有源區的電子-空穴對數能夠產生的光子數多少。圖3給出典型的QCL有源區工作示意圖，電子流通過一系列的子帶和微帶，實現子帶中的上能級電子的集聚，之后迅速躍遷到下能級并產生光子，之后注入區再重復利用...

大氣中CO2、CH4、N2O三大溫室氣體的特征吸收光譜主要位于近紅外和中紅外光波段，其中近紅外波段波長在－μm范圍，對應于氣體分子的“泛頻”吸收譜帶，而中紅外波段波長位于－25μm范圍，對應于氣體分子的“基頻”吸收譜帶，吸收強度要明顯高于近紅外波段，適用于濃度痕量氣體分子的高靈敏檢測。針對目前溫室氣體多目標場景監測需求，研究人員開展了不同形式的探測方法研究，主要包括地面探測、地基探測、機載探測和星載探測，綜合運用各種吸收光譜技術和儀器，通過掃描獲取溫室氣體紅外波段的特征吸收光譜，經過光電信號轉換、光譜信號采集、濃度算法解析、軟件數據處理等技術過程，能夠實現溫室氣體多組分高靈敏時空分...

除了氣體檢測外，帶間級聯激光器也可用于***領域中。紅外半導體激光器由于體積小、效率高、易調制、環境適應強等優點在***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過程控制、臨床呼吸診斷、紅外景象投影、醫學醫療和化學生物威脅探測等領域中；還可以作為光發射機進行通信，實現自由空間內的信息傳輸。目前，可以實現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...

作為半導體激光技術發展的里程碑，量子級聯激光器（QCL）使中遠紅外波段高可靠、高功率和高特征溫度半導體激光器的實現成為可能，為氣體分析等中紅外應用提供了新型光源，因此QCL日益受到關注。尤其是近10年，越來越多的科研人員開始研究QCL在氣體檢測方面的應用，使得它的優勢和潛力被更多的認識和挖掘。中遠紅外量子級聯激光器（QCL）眾所周知，QCL屬于新一代半導體激光器，它的特性不同于傳統半導體激光器。用中科院半導體所劉峰奇研究員的“兩層含義”解釋，應該更加形象。首先是量子含義，是指激光器由納米級厚度的半導體異質結超薄層構成，利用量子限制效應，通過調節每層材料的厚度和子帶間距，從而調節波長...

波長覆蓋范圍寬量子級聯激光器從波長設計原理上與常規半導體激光器不同，常規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，可以通過調節量子阱/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可調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節以匹配其吸收線，也稱為分子“指紋”。另外，通過波長調節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...

量子級聯激光器（QuantumCascadeLaser）是一種能夠發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。隨著量子級聯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。由于其明顯優勢，在氣體檢測領域得到了迅速推廣。基于量子級聯激光器的紅外光譜氣體檢測技術具有靈敏度高、檢測速度快等優點，特別是在高精度光譜檢測方面所具有的明顯優勢，使其成為研究和應用的熱點。量子級聯激光器（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...

**QCL激光器：寧波寧儀信息技術有限公司，照亮創新之路的科技之光**寧波寧儀信息技術有限公司，在QCL（量子級聯激光器）這一高科技領域內，猶如一顆璀璨的明星，熠熠生輝。我們專注于為客戶提供性能、高度定制化的激光器解決方案，致力于推動科技進步與產業升級。**產品優勢：性能，科技前沿**我們的QCL激光器，得益于先進的量子級聯技術，實現了前所未有的高功率輸出，確保了激光的穩定性和可靠性。這一技術突破，不僅提升了激光器的轉換效率，更將光譜線寬壓縮至極窄范圍，為用戶帶來了前所未有的精細度和高效性。與此同時，我們積極響應國家國產化號召，通過自主研發與自主生產，大幅度降低了成本，提升了產品的...

近年來，激光技術的快速發展為各行業帶來了前所未有的機遇。作為激光領域的一項重大突破，量子級聯激光驅動器的問世，將為用戶解決一系列實際問題，推動高科技產品的創新與應用。量子級聯激光驅動器是一種新型激光器，能夠在更的波長范圍內輸出高效激光，相比傳統激光器，其能量轉換效率更高，體積更小，且具備更強的穩定性。這些優勢使得量子級聯激光驅動器在多個應用領域展現出廣闊的前景。首先，在通信領域，量子級聯激光驅動器能夠有效提升數據傳輸速率和可靠性。隨著5G和未來6G網絡的發展，對高速數據傳輸的需求日益增加。量子級聯激光驅動器的高頻率輸出能力，為光纖通信提供了強有力的支持，幫助運營商實現更低延遲和更高...

近年來，激光技術的快速發展為各行業帶來了前所未有的機遇。作為激光領域的一項重大突破，量子級聯激光驅動器的問世，將為用戶解決一系列實際問題，推動高科技產品的創新與應用。量子級聯激光驅動器是一種新型激光器，能夠在更的波長范圍內輸出高效激光，相比傳統激光器，其能量轉換效率更高，體積更小，且具備更強的穩定性。這些優勢使得量子級聯激光驅動器在多個應用領域展現出廣闊的前景。首先，在通信領域，量子級聯激光驅動器能夠有效提升數據傳輸速率和可靠性。隨著5G和未來6G網絡的發展，對高速數據傳輸的需求日益增加。量子級聯激光驅動器的高頻率輸出能力，為光纖通信提供了強有力的支持，幫助運營商實現更低延遲和更高...

波長覆蓋范圍寬量子級聯激光器從波長設計原理上與常規半導體激光器不同，常規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，可以通過調節量子阱/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可調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節以匹配其吸收線，也稱為分子“指紋”。另外，通過波長調節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...

近年來，激光技術的快速發展為各行業帶來了前所未有的機遇。作為激光領域的一項重大突破，量子級聯激光驅動器的問世，將為用戶解決一系列實際問題，推動高科技產品的創新與應用。量子級聯激光驅動器是一種新型激光器，能夠在更的波長范圍內輸出高效激光，相比傳統激光器，其能量轉換效率更高，體積更小，且具備更強的穩定性。這些優勢使得量子級聯激光驅動器在多個應用領域展現出廣闊的前景。首先，在通信領域，量子級聯激光驅動器能夠有效提升數據傳輸速率和可靠性。隨著5G和未來6G網絡的發展，對高速數據傳輸的需求日益增加。量子級聯激光驅動器的高頻率輸出能力，為光纖通信提供了強有力的支持，幫助運營商實現更低延遲和更高...

QCL激光器，得益于先進的量子級聯技術，實現了前所未有的高功率輸出，確保了激光的穩定性和可靠性。這一技術突破，不僅提升了激光器的轉換效率，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化號召，通過自主研發與自主生產，大幅度降低了成本，提升了產品的性價比，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，展現出強大的應用潛力和市場競爭力。 QCL激光器的基本結構包括FP-QCL、DFB-QCL和ECqcL。陜西N2OQ...

QCL（量子級聯激光器）激光驅動器是專門設計用于激勵量子級聯激光器的電子設備。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：提供穩定的電流源，以確保QCL在比較好工作狀態下運行。2.調制功能：能夠對激光輸出進行調制，以實現不同的應用需求，如脈沖激光輸出。3.溫度控制：通常集成溫控系統，以保持激光器在穩定的溫度環境中工作，確保性能穩定。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、所需的調制頻率和穩定性等因素。甲烷...

1994年4月，貝爾實驗室在《科學》上報道了***個子帶間量子級聯激光器。帶間級聯和量子級聯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激光器的探索。在帶間級聯激光器提出的2～3年內，空穴注入區就已經提出并加入到了帶間級聯激光器的結構中。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。空穴注入區和W型有源區的設計直到***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，而帶間級聯激光器也在1998～2000年工作溫度逐漸提...

工農業生產、化石燃料燃燒、機動車尾氣排放等人類活動產生的過量溫室氣體加劇了全球氣候變暖，研究和發展適用于不同空間、時間尺度的溫室氣體精確、快速、動態檢測技術是環境氣候研究的基礎和前提。基于光譜學原理的氣體檢測技術，具有非接觸、快響應、高靈敏、大范圍監測等優點，是目前溫室氣體監測技術的主流研究方向。針對當前溫室氣體點源、面源、區域、全球等尺度下的監測需求，綜合利用多種形式的光譜學測量手段，開展地面探測、地基探測、機載探測和星載探測四種典型光學觀測，獲取溫室氣體空間分布、季節變化和年變化的特征和趨勢，這對理解區域碳排放、掌握源匯信息、研究環境氣候變化規律等具有重要意義。二氧化碳（CO2...

量子級聯激光理論的創立和量子級聯激光器的發明使中遠紅外波段高可靠、高功率和高特征溫度半導體激光器的實現成為可能。一般而言，量子級聯激光器系統包括量子級聯激光模塊，控制模塊以及接口模塊。量子級聯激光器從結構上來說，可以分為分布反饋（DistributedFeedback）QCL，F-P（Fabry-Perot）QCL和外腔（ExternalCavity）QCL。量子級聯激光器由于其獨特的設計原理使其具有如下的獨特優勢：1：可以提供超寬的光譜范圍（midIRtoTHz）。2：極好的波長可調諧性。3：很高的輸出功率，同時也可以工作在室溫環境下。目前國際上已研制出～19μm中遠紅外量子級聯...

痕量氣體檢測對于很多領域都有著非常重要的作用,比如大氣環境監測、工業過程監測、燃燒流場診斷、人體呼吸氣體檢測等等。而紅外光譜為分子的振動躍遷光譜,因此在檢測技術中,“紅外激光光譜法”是目前受到較多關注的主流方法之一。不同于傅里葉變換紅外光譜(FTIR)、非分散紅外光譜(NDIR)這些“紅外光譜”同門,紅外激光光譜配置的不是寬帶光源,而是高單色性的紅外激光。有著更高的光譜分辨率、可以實現長光程檢測、不需要額外分光部件,儀器能夠進一步小型化等等優點。按波段來分的話,紅外激光光譜法主要涉及近紅外和中紅外兩個波段。相對于近紅外,中紅外波段是氣體分子基帶吸收光譜區,分子吸收線的強度比近紅外要...

TDLAS技術具有高靈敏度、高光譜分辨率、快速響應等優點，廣泛應用于氣體的痕量探測。利用氣體吸收譜線隨溫度、氣壓等因素變化的特性，該技術可實現對氣體體系溫度、濃度、速度和流量等參數的測量。無干擾、低價、可小型化等是TDLAS技術的主要優點。我們致力于發展高速（微秒級）、高靈敏（ppb級）、可攜帶式的基于可調諧半導體激光器的氣體測量技術方法，拓展在航空航天、石油化工和燃燒等領域的應用。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...

QCL（量子級聯激光器）激光驅動器是專門設計用于激勵量子級聯激光器的電子設備。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：提供穩定的電流源，以確保QCL在比較好工作狀態下運行。2.調制功能：能夠對激光輸出進行調制，以實現不同的應用需求，如脈沖激光輸出。3.溫度控制：通常集成溫控系統，以保持激光器在穩定的溫度環境中工作，確保性能穩定。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、所需的調制頻率和穩定性等因素。可調...

大氣中CO2、CH4、N2O三大溫室氣體的特征吸收光譜主要位于近紅外和中紅外光波段，其中近紅外波段波長在－μm范圍，對應于氣體分子的“泛頻”吸收譜帶，而中紅外波段波長位于－25μm范圍，對應于氣體分子的“基頻”吸收譜帶，吸收強度要明顯高于近紅外波段，適用于濃度痕量氣體分子的高靈敏檢測。針對目前溫室氣體多目標場景監測需求，研究人員開展了不同形式的探測方法研究，主要包括地面探測、地基探測、機載探測和星載探測，綜合運用各種吸收光譜技術和儀器，通過掃描獲取溫室氣體紅外波段的特征吸收光譜，經過光電信號轉換、光譜信號采集、濃度算法解析、軟件數據處理等技術過程，能夠實現溫室氣體多組分高靈敏時空分...

QCL激光器，得益于先進的量子級聯技術，實現了前所未有的高功率輸出，確保了激光的穩定性和可靠性。這一技術突破，不僅提升了激光器的轉換效率，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化號召，通過自主研發與自主生產，大幅度降低了成本，提升了產品的性價比，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，展現出強大的應用潛力和市場競爭力。 激光氣體分析被用于各種氣體檢測研究。高精度和靈敏度使其成為研究氣體環境科學和物理...

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...

紅外光譜檢測方法主要有使用寬帶光源的傅里葉變換紅外光譜（FTIR）和非分散紅外光譜（NDIR）技術，以及紅外激光光譜技術。與使用寬帶光源的FTIR和NDIR相比，紅外激光光譜由于采用高單色性的紅外激光作為光源，具有更高的光譜分辨率，不需要使用額外的分光部件，易于實現儀器的小型化。另外，高功率密度激光光源更方便實現長光程檢測。紅外激光光譜學依據波段分為近紅外光譜和中紅外光譜。近紅外波段工作在－μm的近紅外區，相應于某些分子的“泛頻”譜帶。分子在這些譜帶的吸收系數比中紅外的基頻吸收要弱得多，一般要低2－3數量級。盡管如此，由III－V族化合物制成的半導體激光由于在通信和電子工業元件方面...

可調諧半導體激光吸收光譜（TunableDiodeLaserAbsorptionSpectroscopy）技術主要是利用可調諧半導體激光器的窄線寬和波長隨注入電流改變的特性實現對分子的單個或幾個距離很近很難分辨的吸收線進行測量。TDLAS通常是用單一窄帶的激光頻率掃描一條**的氣體吸收線。為了實現比較高的選擇性，分析一般在低壓下進行，這時吸收線不會因為壓力而加寬。這種測量方法是Hinkley和Reid提出的，現在已經發展成為了非常靈敏和常用的大氣中痕量氣體的監測技術。具有高靈敏度、實時、動態、多組分同時測量的優點。由于半導體激光器的高單色性，可以利用待測氣體分子的一條孤立的吸收譜線...

大氣中CO2、CH4、N2O三大溫室氣體的特征吸收光譜主要位于近紅外和中紅外光波段，其中近紅外波段波長在－μm范圍，對應于氣體分子的“泛頻”吸收譜帶，而中紅外波段波長位于－25μm范圍，對應于氣體分子的“基頻”吸收譜帶，吸收強度要明顯高于近紅外波段，適用于濃度痕量氣體分子的高靈敏檢測。針對目前溫室氣體多目標場景監測需求，研究人員開展了不同形式的探測方法研究，主要包括地面探測、地基探測、機載探測和星載探測，綜合運用各種吸收光譜技術和儀器，通過掃描獲取溫室氣體紅外波段的特征吸收光譜，經過光電信號轉換、光譜信號采集、濃度算法解析、軟件數據處理等技術過程，能夠實現溫室氣體多組分高靈敏時空分...

相比較與其它激光器，量子級聯激光器的優點如下：1)中遠紅外和太赫茲波段出射；在QCL發明之前，半導體激光器的發射波長主要在可見光和近紅外波段，當我們需要使用中遠紅外和太赫茲波段的激光時，半導體激光器對此則有些無能為力，不同體系激光器激射波長范圍如圖3。QCL的發明，使得半導體激光器也能激射出中遠紅外和太赫茲波段的激光。如圖3.不同激光器發光范圍[15]2)寬波長范圍；QCL激射波長取決于子帶間能量差，可以通過設計量子阱層厚度來實現波長控制，所以量子級聯激光器的激射波長范圍極寬（約3-250μm），并且可以根據實際需求設計特定波長的激光輸出。3)體積小；QCL相比其它激光器如：一氧化...

帶間級聯激光器（ICL）是實現3～5μm波段中紅外激光器的重要前沿，其在半導體光電器件技術、氣體檢測、醫學醫療以及自由空間光通信等領域具有重要科學意義和應用價值。近年來，半導體帶間級聯激光器的量子阱能帶理論設計方法和激光器制備**技術得到迅速提升。帶間級聯激光器是一種以?族體系為主，通過量子工程的能帶設計及其材料外延、工藝制作而成的可以工作于中紅外波段的激光器。由于結合了傳統的量子阱激光器較長的上能級載流子復合壽命，以及量子級聯激光器（QCL）通過級聯結構實現較高內量子效率的優點，在中紅外波段具有較大的優勢。研究背景中紅外波段包含了許多氣體分子的吸收峰，對于氣體分子而言，在中紅外波...

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）。...

基于可調諧二極管激光吸收光譜（TDLAS）技術的在線監測系統，以其高靈敏度、高分辨率及實時響應的優勢，在環境監測領域展現出了廣闊的應用前景。本研究首先解析了TDLAS技術的基本原理，明確了其在氨逃逸檢測中的獨特作用機制，進而設計了包含穩定系統架構與精細功能模塊劃分的氨逃逸在線監測系統。在系統實現階段，通過精心挑選的硬件組件與優化的軟件算法，確保了系統的高效運行與準確監測。隨后，對系統進行了的性能測試，結果表明，該系統能夠實時監測并準確記錄氨逃逸數據，為環境保護與工業安全生產提供了有力的技術支持。本研究不僅豐富了TDLAS技術在環境監測領域的應用案例，也為氨逃逸監測技術的發展提供了新...

中紅外溫室氣體激光器在環境監測和氣候變化研究中正發揮著越來越關鍵的作用，隨著全球對溫室氣體減排的日益重視，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勢，已經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境監測、工業排放評估以及城市空氣質量檢測等方面發揮著至關重要的作用。各國和企業逐步加強對溫室氣體排放的監管，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量監測中，這些激光器可以實時提供數據，使得相關部門能夠及時采取措施，改善空氣質量，保護民眾的健康。其...