紅外激光光譜學獨特的優(yōu)勢以及在許多領域有著潛在的重要應用價值,是近年來非常熱門的研究領域之一。主要的應用有:(1)高選擇性,高分辨率的光譜技術,由于分子光譜的“指紋”特征,它不受其它氣體的干擾。這一特性與其它方法相比有明顯的優(yōu)勢。(2)它是一種對所有在紅外有吸收的活躍分子都有效的通用技術,同樣的儀器可以方便的改成測量其它組分的儀器,只需要改變激光器和標準氣。由于這個特點,很容易就能將其改成同時測量多組分的儀器。(3)它具有速度快,靈敏度高的優(yōu)點。在不失靈敏度的情況下,其時間分辨率可以在ms量級。應用該技術的主要領域有:分子光譜研究、工業(yè)過程監(jiān)測控制、燃燒過程診斷分析、發(fā)動機效率和機動車尾氣測量、檢測、大氣中痕量污染氣體監(jiān)測等。因此,可調諧紅外激光光譜新方法及其環(huán)境污染時空分布監(jiān)測研究對國家可持續(xù)發(fā)展和解決環(huán)境領域中必不可少的監(jiān)測分析新方法與新技術有重要的科學意義和實用價值。應用該技術的主要領域有:1、分子光譜研究:光譜結構、線寬、線強等;2、大氣痕量氣體檢測:CH2O、CH4、CO2、NH3等;3、工業(yè)過程監(jiān)測控制:CO、CO2、H2O、NH3等;4、醫(yī)療診斷:NO、CO、CO2、CH4等;5、機動車尾氣測量:CO、CO2、NH3、NO等。 可調諧激光器以其獨特的波長可調諧特性,成為了現(xiàn)代激光科技的重要支柱。吉林NH3QCL激光器批發(fā)
寧波寧儀信息技術有限公司是一家專注于高精度紅外激光器研發(fā)與應用的,致力于為氣體分析領域提供的解決方案。我們不僅關注技術的創(chuàng)新,更注重技術在實際應用中的有效性與可靠性。通過利用先進的激光技術,我們能夠實時監(jiān)測氣體成分濃度,從而確保環(huán)境的安全與質量控制,為客戶創(chuàng)造更大的價值。在工業(yè)生產中,我們的氣體分析儀器能夠實時監(jiān)測有害氣體的濃度變化,為企業(yè)的安全生產提供保障。在環(huán)境監(jiān)測方面,我們的產品能夠幫助及環(huán)保機構精確掌握環(huán)境污染情況,及時采取措施,保護生態(tài)環(huán)境。而在醫(yī)療檢測領域,我們的高精度儀器則為疾病的早期診斷提供了可靠的數(shù)據(jù)支持,助力醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展。我們始終秉持“創(chuàng)新、專業(yè)、服務”的理念,積極推動技術進步與產品升級。技術的不斷迭代與更新是我們永恒的追求,因此我們在研發(fā)中不斷引入新材料、新工藝,力求將的科學技術應用于我們的產品中,以更好地滿足客戶的需求。 貴州NOQCL激光器封裝中紅外QCL用于燃氣管網(wǎng)巡檢中,解決巡檢效率低、氣體檢測準確度低、受環(huán)境影響大、智能化程度低等問題。
隨著經濟的發(fā)展,人類對于大自然的干擾和對環(huán)境的破壞愈發(fā)嚴重,無論是酸雨等氣候災害、亦或是全球氣候變暖、還是霧霾現(xiàn)象頻發(fā),都嚴重的影響著人們的生存環(huán)境。各國科學家對環(huán)境監(jiān)控都十分重視。2008年,正值北京奧運會舉辦之際,美國普林斯頓科研小組利用量子級聯(lián)激光器搭建了開路式氣體檢測系統(tǒng),對北京進行了空氣質量評估。“HIPPO”項目(由美國國家科學基金會(NSF)和美國國家海洋和大氣局(NOAA)支持)和“CalNEX”項目(由美國加州空氣資源局(CARB)和NOAA支持)正在開展溫室氣體的相關研究工作。[2]工業(yè)監(jiān)控在石油化工、金屬冶煉、礦山開采等行業(yè)生產過程中,通過檢測產生的相應氣體的濃度可以進行進程監(jiān)控,也可以監(jiān)控泄露危險氣體的濃度,以保障生產安全,已有技術采用μmQCL對工業(yè)燃燒排氣系統(tǒng)中產生的NO氣體進行實時檢測,并使用μm的脈沖QCL對物產生的氣體進行光學檢測。醫(yī)學應用有的疾病會造成人類呼出氣體成分的異常升高,通過對呼出氣體的種類和濃度進行準確的分析,可以對臨床診斷和提供有價值的參考,而且不必因為使用CT等儀器而引入過多的輻射。例如,患有糖尿病、肝臟和腎臟疾病的患者呼出的氣體中NH3濃度會出現(xiàn)異常。
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(huán)境監(jiān)測、工業(yè)過程監(jiān)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(xiàn)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(yōu)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(qū),分子吸收線的強度比近紅外要大幾個量級。比如,CH4在3.3um處的吸收強度,是其在1.6um處的163倍,理論檢測下限可達0.9ppb/m。因此,它能夠實現(xiàn)痕量氣體的超高靈敏探測。在一些濃度較低或對靈敏度要求較高的污染源排放的氣體監(jiān)測中,有很好的應用。 中紅外QCL-TDLAS激光氣體檢測技術有 ppb 級超高靈敏度、超大檢測范圍、高選擇性、實用性強,易于維護等優(yōu)勢。
當紅外輻射的能量與氣體分子振動躍遷所需的能量相匹配時,氣體分子會吸收特定波長的紅外光,導致透過光的強度減弱,從而形成特征吸收峰。輻射光子的能量與分子振動躍遷的能量差相等。l分子振動伴隨偶極矩的變化(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特的紅外吸收譜帶,這種特征吸收峰可以用來識別氣體種類。絕大多數(shù)氣態(tài)化學物質在中紅外光譜區(qū)(≈2-25μm)都顯示出基本的振動吸收帶,這些基本帶對光的吸收提供了一種幾乎通用的檢測手段。光學技術的主要特征是對痕量氣體的非侵入式原位檢測能力。目前中紅外激光在定量痕量氣體檢測中的應用必將代替近紅外成為下一代高精度的選擇。進入21世紀全球環(huán)境問題日益突出,各國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,在氣體泄漏檢測和性氣體的集中監(jiān)控是預防災難中激光法可以采取有效報警措施從而可以避免風險于災難之前。激光吸收光譜法是檢測微量氣體的方法之一。它使用分布式反饋激光二極管(DFB-LD)檢測某種氣體,該二極管具有特定于該氣體的光吸收波長。 DFB激光器由于具有良好的單色性,窄線寬特性和頻率調諧特性。廣東SF6QCL激光器批發(fā)
在光譜學領域,可調諧激光器可以用于精確測量物質的光譜特性;吉林NH3QCL激光器批發(fā)
2002年之后,帶間級聯(lián)激光器在美國噴氣推進實驗室(JPL)取得了更加快速的發(fā)展,在低閾值電流、高工作溫度以及長波長等方向上都取得了矚目的成果。其中**重要的是2005年,研究人員制作出的單縱模分布反饋式激光器(DFB)可以實現(xiàn)甲烷氣體的檢測。并于2007年交付美國國家航空航天局(NASA)的好奇號進行火星的甲烷探測。2008年,美國海軍實驗室(NRL)經過多年優(yōu)化和發(fā)展,終于實現(xiàn)了里程碑式的***臺室溫連續(xù)激射的帶間級聯(lián)激光器,連續(xù)波**高工作溫度可達319K,激射波長為μm。2011年,美國海軍實驗室在材料設計的基礎上,又進一步提出了“載流子再平衡”的概念,解決了有源區(qū)中電子和空穴的數(shù)量不均等問題,通過改變電子注入?yún)^(qū)中的摻雜濃度,平衡有源區(qū)中過高的空穴濃度。之后,德國伍茲堡大學在“載流子再平衡”的基礎上,提出了短注入?yún)^(qū)的設計。2014年,美國海軍實驗室通過增加有源級聯(lián)區(qū)的周期數(shù)及分別限制層的厚度,進一步提高了帶間級聯(lián)激光器的器件指標,其室溫連續(xù)輸出功率達592mW,輸出特性以及輸出波長如圖3和4所示。這也是目前帶間級聯(lián)激光器輸出功率的**高指標,并在2015年成功制作級聯(lián)數(shù)為10的帶間級聯(lián)激光器。 吉林NH3QCL激光器批發(fā)