傳統的半導體激光器,工作原理都是依靠半導體材料中導帶的電子和價帶中的空穴復合而激發光子,其激射波長由半導體材料的禁帶寬度所決定,由于受禁帶寬度的限制,使得半導體激光器難以發出中遠紅外以及太赫茲波段的激光。自然界不多的對應能出射中遠紅外的半導體材料-鉛鹽系材料,其只能在低溫下工作(低于77K),且輸出功率極低,為微瓦級別。為了使半導體激光器也能激射中遠紅外以及太赫茲波段的光,科研人員跳出了基于半導體材料p-n結發光的理論,提出了量子級聯激光器的構想。量子級聯激光器的工作原理為電子在半導體材料導帶的子帶間躍遷和聲子共振輔助隧穿從而產生光放大,其出射波長由導帶的子帶間的能量差所決定,和半導體材料的禁帶寬度無關,因此可以通過設計量子阱層的厚度來實現波長的控制。如圖1.(A)傳統半導體激光器其發光原理(B)QCL發光原理。 基于光譜學原理的氣體檢測技術,有非接觸、快響應、高靈敏、大范圍監測等優點,是監測技術的主流研究方向。江蘇二氧化碳QCL激光器公司
量子級聯激光器是基于多個量子阱異質結中掩埋次能級躍遷的單極半導體注入激光器,它們是通過能帶工程并通過分子束外延生長方法得到的。QCL激光器的輸出波長依賴于量子阱和作用區掩埋層的厚度而不是激光材料的能級。由于QCL輸出波長不受帶隙寬度的限制,因而能夠被制成在中紅外波長區較寬范圍里輸出。QCL的輸出波長區可以從m到60m,激光輸出功率可以達到幾個mW。QCL在脈沖工作方式下可以工作在室溫下,并且已經被用于痕量氣體的光譜檢測,但由于脈沖激光固有特點使其線寬相對較寬。雖然單模連續輸出DFB-QCL已早有報道,但到目前為止,還沒有痕量氣體檢測的報道。鑒于目前中紅外光譜區傳統激光技術存在的需要低溫制冷等限制,利用技術成熟的近紅外激光光源的參量頻率轉換實現室溫下連續波中紅外相干光源輸出是一個有效的補充。在中紅外光譜相干光輸出的參量過程主要有光參量振蕩(OPO)和差頻變換(DFG)。 山西HerriotQCL激光器報價QCL相比其它激光器具有體積小、重量輕的特點,其攜帶方便,便于系統化和集成化。
激光器的發展里程碑如下:1960年發明的固態激光器和氣體激光器,1962年發明的雙極型半導體激光器和1994年發明的單極型量子級聯激光器(QCL)是激光領域的三個重大變革性里程碑。量子級聯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之間產生粒子數反轉,從而實現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光波長。量子級聯激光器比其它激光器的優勢在于它的級聯過程,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光。這個級聯過程使這些電子"循環"起來,從而造就了一種令人驚嘆的激光器。因此,量子級聯激光器的發明被視為半導體激光理論的一次變革和里程碑。
在現代民用領域,QCL激光器(量子級聯激光器)作為紅外對抗系統的重要組成部分,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,展現出其的性能和的適用性。以某國家的防空系統為例,該系統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,顯著提高了防空能力。通過這種方式,防空系統不僅能夠有效保護關鍵設施的安全,還能夠降低潛在的經濟損失。這一成功應用案例展示了QCL激光器在實際戰斗環境中的高效性和實用性,同時也反映了現代中科技應用的重要性。 在環境監控,醫學應用等痕量氣體檢測中,要求QCL單縱模,寬調諧,高功率,低閾值,高光束質量的工作.
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由二次諧波從而對污染氣體進行定性或者定量分析,具有高分辨率、高靈敏度以及響應時間快等特點。遼寧氣體檢測QCL激光器供應商
DFB激光器能避免其他背景氣體的交叉干擾,使檢測系統具有較好的測量精度。江蘇二氧化碳QCL激光器公司
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;其次是級聯含義,它的有源區由多級耦合量子阱串接組成,可實現單電子注入的倍增光子輸出,可望獲得大功率,而普通的半導體激光器是利用電子空穴對的復合發射光子,這是普通激光器不具備的一個性能。 江蘇二氧化碳QCL激光器公司
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