帶間級(jí)聯(lián)激光器（ICL）是實(shí)現(xiàn)3～5μm波段中紅外激光器的重要前沿，其在半導(dǎo)體光電器件技術(shù)、氣體檢測(cè)、醫(yī)學(xué)醫(yī)療以及自由空間光通信等領(lǐng)域具有重要科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。近年來(lái)，半導(dǎo)體帶間級(jí)聯(lián)激光器的量子阱能帶理論設(shè)計(jì)方法和激光器制備**技術(shù)得到迅速提升。帶間級(jí)聯(lián)激光器是一種以?族體系為主，通過(guò)量子工程的能帶設(shè)計(jì)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(jié)合了傳統(tǒng)的量子阱激光器較長(zhǎng)的上能級(jí)載流子復(fù)合壽命，以及量子級(jí)聯(lián)激光器（QCL）通過(guò)級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)較高內(nèi)量子效率的優(yōu)點(diǎn)，在中紅外波段具有較大的優(yōu)勢(shì)。研究背景中紅外波段包含了許多氣體分子的吸收峰，對(duì)于氣體分子而言，在中紅外波段的中心吸收截面一般比其在近紅外區(qū)的中心吸收截面高幾個(gè)數(shù)量級(jí)。因此，為了獲得更高的靈敏度和更低的檢測(cè)限，利用中紅外的可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器吸收光譜技術(shù)（TDLAS）可以實(shí)現(xiàn)對(duì)特殊或有毒氣體的檢測(cè)。常見(jiàn)的位于中紅外波段的氣體分子如圖1所示，諸如礦井氣體甲烷（CH4）分子吸收峰位于3260nm，一氧化碳（CO）分子吸收峰位于4610nm，二氧化碳（CO2）分子吸收峰位于4230nm，氯化氫（HCl）分子吸收峰位于3395nm，溴化氫（HBr）分子吸收峰位于4020nm。 在信息處理和通信領(lǐng)域，可調(diào)諧激光器可以用于構(gòu)建高效的光通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)；四川定制QCL激光器

還是其他需要高功率激光支持的應(yīng)用場(chǎng)景，我們的QCL激光器都能輕松應(yīng)對(duì)，展現(xiàn)出強(qiáng)大的應(yīng)用潛力和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。**國(guó)產(chǎn)化優(yōu)勢(shì)：品質(zhì)與供貨的雙重保障**作為國(guó)內(nèi)QCL激光器領(lǐng)域的佼佼者，我們擁有完整的產(chǎn)業(yè)鏈和強(qiáng)大的自主研發(fā)能力。從原材料采購(gòu)到生產(chǎn)制造，每一個(gè)環(huán)節(jié)都嚴(yán)格把關(guān)，確保了產(chǎn)品的品質(zhì)。同時(shí)，我們建立了穩(wěn)定的供貨渠道，確?？蛻裟軌螂S時(shí)獲得所需產(chǎn)品，無(wú)懼市場(chǎng)波動(dòng)和供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)。**產(chǎn)品應(yīng)用場(chǎng)景：科技之光，照亮未來(lái)**QCL激光器在光譜分析、環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)療診斷、材料加工等多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用。在光譜分析領(lǐng)域，我們的QCL激光器能夠提供高分辨率的光譜數(shù)據(jù)，助力科研人員揭示物質(zhì)的微觀世界；在環(huán)境監(jiān)測(cè)中，它能夠精細(xì)檢測(cè)大氣中的痕量氣體，為環(huán)境保護(hù)貢獻(xiàn)力量；在醫(yī)療診斷中，它更是激光手術(shù)和生物組織成像的得力助手，提高了醫(yī)療診斷的準(zhǔn)確性和安全性。寧波寧儀信息技術(shù)有限公司的QCL激光器，以定制化、國(guó)產(chǎn)化、高功率為特色，正成為推動(dòng)科技進(jìn)步、產(chǎn)業(yè)升級(jí)的重要力量。我們堅(jiān)信，在未來(lái)的科技道路上，我們的QCL激光器將繼續(xù)照亮前行的道路，為用戶帶來(lái)更加高效、精細(xì)、可靠的激光解決方案。上海甲烷QCL激光器加工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。

    傳統(tǒng)的半導(dǎo)體激光器，工作原理都是依靠半導(dǎo)體材料中導(dǎo)帶的電子和價(jià)帶中的空穴復(fù)合而激發(fā)光子，其激射波長(zhǎng)由半導(dǎo)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(dǎo)體激光器難以發(fā)出中遠(yuǎn)紅外以及太赫茲波段的激光。自然界不多的對(duì)應(yīng)能出射中遠(yuǎn)紅外的半導(dǎo)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(jí)別。為了使半導(dǎo)體激光器也能激射中遠(yuǎn)紅外以及太赫茲波段的光，科研人員跳出了基于半導(dǎo)體材料p-n結(jié)發(fā)光的理論，提出了量子級(jí)聯(lián)激光器的構(gòu)想。量子級(jí)聯(lián)激光器的工作原理為電子在半導(dǎo)體材料導(dǎo)帶的子帶間躍遷和聲子共振輔助隧穿從而產(chǎn)生光放大，其出射波長(zhǎng)由導(dǎo)帶的子帶間的能量差所決定，和半導(dǎo)體材料的禁帶寬度無(wú)關(guān)，因此可以通過(guò)設(shè)計(jì)量子阱層的厚度來(lái)實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)的控制。如圖1.(A)傳統(tǒng)半導(dǎo)體激光器其發(fā)光原理(B)QCL發(fā)光原理。

QCL（量子級(jí)聯(lián)激光器）激光驅(qū)動(dòng)器是專門(mén)設(shè)計(jì)用于激勵(lì)量子級(jí)聯(lián)激光器的電子設(shè)備。QCL是一種基于半導(dǎo)體材料的激光器，具有較高的效率和可調(diào)的波長(zhǎng)，廣泛應(yīng)用于光譜學(xué)、激光雷達(dá)和通信等領(lǐng)域。QCL激光驅(qū)動(dòng)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(yùn)行。2.調(diào)制功能：能夠?qū)す廨敵鲞M(jìn)行調(diào)制，以實(shí)現(xiàn)不同的應(yīng)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(hù)功能：具備過(guò)流、過(guò)溫等保護(hù)機(jī)制，以防止激光器因異常條件而損壞。選擇合適的QCL激光驅(qū)動(dòng)器時(shí)，需要考慮激光器的工作參數(shù)、所需的調(diào)制頻率和穩(wěn)定性等因素。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。

    當(dāng)紅外輻射的能量與氣體分子振動(dòng)躍遷所需的能量相匹配時(shí)，氣體分子會(huì)吸收特定波長(zhǎng)的紅外光，導(dǎo)致透過(guò)光的強(qiáng)度減弱，從而形成特征吸收峰。輻射光子的能量與分子振動(dòng)躍遷的能量差相等。l分子振動(dòng)伴隨偶極矩的變化（紅外活性）。分子在紅外光譜中表現(xiàn)出基頻、倍頻和組合頻吸收峰。l每種氣體分子具有獨(dú)特的紅外吸收譜帶，這種特征吸收峰可以用來(lái)識(shí)別氣體種類。絕大多數(shù)氣態(tài)化學(xué)物質(zhì)在中紅外光譜區(qū)（≈2-25μm）都顯示出基本的振動(dòng)吸收帶，這些基本帶對(duì)光的吸收提供了一種幾乎通用的檢測(cè)手段。光學(xué)技術(shù)的主要特征是對(duì)痕量氣體的非侵入式原位檢測(cè)能力。目前中紅外激光在定量痕量氣體檢測(cè)中的應(yīng)用必將代替近紅外成為下一代高精度的選擇。進(jìn)入21世紀(jì)全球環(huán)境問(wèn)題日益突出，各國(guó)都在在努力減少溫室氣體排放。二氧化碳（CO2）通常被稱為溫室氣體，但其他使全球環(huán)境惡化的氣體還包括二氧化硫（SO2）和二氧化氮（NO2）。此外，在氣體泄漏檢測(cè)和性氣體的集中監(jiān)控是預(yù)防災(zāi)難中激光法可以采取有效報(bào)警措施從而可以避免風(fēng)險(xiǎn)于災(zāi)難之前。激光吸收光譜法是檢測(cè)微量氣體的方法之一。它使用分布式反饋激光二極管（DFB-LD）檢測(cè)某種氣體，該二極管具有特定于該氣體的光吸收波長(zhǎng)。 TDLAS技術(shù)有高效、選擇高、響應(yīng)快、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)追蹤分子的吸收光譜獲得特征參數(shù)的重要手段。上海甲烷QCL激光器加工

中紅外QCL-TDLAS激光氣體檢測(cè)技術(shù)有 ppb 級(jí)超高靈敏度、超大檢測(cè)范圍、高選擇性、實(shí)用性強(qiáng)，易于維護(hù)等優(yōu)勢(shì)。四川定制QCL激光器

    QCL激光器的基本結(jié)構(gòu)包括FP-QCL、DFB-QCL和ECqcL。增益介質(zhì)顯示為灰色，波長(zhǎng)選擇機(jī)制為藍(lán)色，鍍膜面為橙色，輸出光束為紅色。1.簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)是F-P腔激光器（FP-QCL）。在F-P結(jié)構(gòu)中，切割面為激光提供反饋，有時(shí)也使用介質(zhì)膜以優(yōu)化輸出。2.第二種結(jié)構(gòu)是在QC芯片上直接刻分布反饋光柵。這種結(jié)構(gòu)（DFB-QCL）可以輸出較窄的光譜，但是輸出功率卻比FP-QCL結(jié)構(gòu)低很多。通過(guò)大范圍的溫度調(diào)諧，DFB-QCL還可以提供有限的波長(zhǎng)調(diào)諧（通過(guò)緩慢的溫度調(diào)諧獲得10~20cm-1的調(diào)諧范圍，或者通過(guò)快速注進(jìn)電流加熱調(diào)諧獲得2~3cm-1的范圍）。3.第三種結(jié)構(gòu)是將QC芯片和外腔結(jié)合起來(lái)，形成ECqcL。這種結(jié)構(gòu)既可以提供窄光譜輸出，又可以在QC芯片整個(gè)增益帶寬上（數(shù)百cm-1）提供快調(diào)諧（速度超過(guò)10ms）。由于ECqcL結(jié)構(gòu)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(yùn)作。 四川定制QCL激光器