2025-03-16 03:17:20
復(fù)雜生態(tài)環(huán)境溫室氣體不同空間、時間尺度的濃度監(jiān)測是了解溫室氣體源與匯的基礎(chǔ)。目前適應(yīng)生態(tài)環(huán)境溫室氣體長期連續(xù)監(jiān)測的技術(shù)手段仍有待研究??烧{(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜(TunableDiodeLaserAbsorptionSpectroscopy,TDLAS)是一種非侵入式光譜測量技術(shù),具有高選擇、高靈敏度、高分辨等特點,與目前新興的中紅外量子級聯(lián)激光器(QuantumCascadeLaser,QCL)相結(jié)合,可實現(xiàn)分子"基頻"吸收光譜測量,進一步提高檢測靈敏度,達到溫室氣體區(qū)域環(huán)境監(jiān)測需求。激光氣體分析利用激光光譜技術(shù),通過氣體對特定波長激光的吸收特性來檢測氣體濃度。適用于檢測具有特定吸收特性的氣體,如甲烷、二氧化碳、一氧化碳、水蒸氣、氧化亞氮和氨氣。憑借其高精度、快速響應(yīng)和非接觸式檢測的特點,激光氣體分析儀在工業(yè)過程控制、環(huán)境監(jiān)測、**與泄漏檢測、**與生命科學(xué)以及科研實驗室等多個領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。 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(zhǔn)確度低、受環(huán)境影響大、智能化程度低等問題。吉林CH4QCL激光器哪家好
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(shù),以及紅外激光光譜技術(shù)。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(xiàn)儀器的小型化。另外,高功率密度激光光源更方便實現(xiàn)長光程檢測。紅外激光光譜學(xué)依據(jù)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(qū),相應(yīng)于某些分子的“泛頻”譜帶。分子在這些譜帶的吸收系數(shù)比中紅外的基頻吸收要弱得多,一般要低2-3數(shù)量級。盡管如此,由III-V族化合物制成的半導(dǎo)體激光由于在通信和電子工業(yè)元件方面的廣泛應(yīng)用,其價格相對便宜,質(zhì)量、性能和輸出功率都相當(dāng)優(yōu)越,且在接近室溫工作,使其在一些濃度較高或?qū)`敏度要求較低的污染源排放的氣體監(jiān)測中得到了很好的應(yīng)用,足以達到ppm的檢測水平,甚至到達ppb的水平,接近中紅外光譜系統(tǒng)檢測靈敏度的1-10%。 廣東一氧化氮QCL激光器封裝在材料科學(xué)領(lǐng)域,可調(diào)諧激光器可以用于精確控制材料的加工和改性過程。
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(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。通過大范圍的溫度調(diào)諧,DFB-QCL還可以提供有限的波長調(diào)諧(通過緩慢的溫度調(diào)諧獲得10~20cm-1的調(diào)諧范圍,或者通過快速注進電流加熱調(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,形成ECqcL。這種結(jié)構(gòu)既可以提供窄光譜輸出,又可以在QC芯片整個增益帶寬上(數(shù)百cm-1)提供快調(diào)諧(速度超過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作。
TDLAS能實現(xiàn)"原位、連續(xù)、實時測量",環(huán)境適應(yīng)力強,易于設(shè)備的小型化。因此可以掙脫實驗室的束縛,在產(chǎn)業(yè)應(yīng)用中大展拳腳。比如大氣環(huán)境在線監(jiān)測、發(fā)動機效率檢測、汽車尾氣測量、工業(yè)過程氣體實時監(jiān)測等等。TDLAS利用半導(dǎo)體激光器的波長調(diào)諧特性,可獲得被選定的待測氣體特征吸收峰的吸收光譜,從而對氣體定性或者定量的分析。每種氣體分子的吸收峰受其他氣體吸收干擾很小,所以也稱之為"分子的指紋峰"TDLAS技術(shù)簡單來說就是這些氣體"分子指紋"的識別系統(tǒng),具有很強的選擇性。此外,TDLAS的檢測靈敏度也是較高的,不過檢出限能達到怎樣的量級,就和所用光源有著很大的關(guān)系。常見的污染氣體的"指紋峰"主要集中在4μm-10μm,基本是中紅外的天下,所以,作為中紅外激光光源的QCL,則可展現(xiàn)性能優(yōu)勢。再加之高輸出功率,檢出限可達到ppb,甚至ppt級別。這比傳統(tǒng)的近紅外光源所能達到的水平,整整高出了3~6個量級。 可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜(TDLAS)是一種 具有高分辨率、高靈敏度、快速檢測特點的氣體檢測 技術(shù)。
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)帶的電子和價帶中的空穴復(fù)合而激發(fā)光子,其激射波長由半導(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)出中遠紅外以及太赫茲波段的激光。自然界不多的對應(yīng)能出射中遠紅外的半導(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,為微瓦級別。為了使半導(dǎo)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(dǎo)體材料p-n結(jié)發(fā)光的理論,提出了量子級聯(lián)激光器的構(gòu)想。量子級聯(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關(guān),因此可以通過設(shè)計量子阱層的厚度來實現(xiàn)波長的控制。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。 中紅外光譜是分子的基頻吸收區(qū),對痕量氣體具有極高的敏感度,這使得它成為溫室氣體監(jiān)測的理想選擇。上海NOQCL激光器報價
在光譜學(xué)領(lǐng)域,可調(diào)諧激光器可以用于精確測量物質(zhì)的光譜特性;吉林CH4QCL激光器哪家好
還是其他需要高功率激光支持的應(yīng)用場景,我們的QCL激光器都能輕松應(yīng)對,展現(xiàn)出強大的應(yīng)用潛力和市場競爭力。**國產(chǎn)化優(yōu)勢:品質(zhì)與供貨的雙重保障**作為國內(nèi)QCL激光器領(lǐng)域的佼佼者,我們擁有完整的產(chǎn)業(yè)鏈和強大的自主研發(fā)能力。從原材料采購到生產(chǎn)制造,每一個環(huán)節(jié)都嚴(yán)格把關(guān),確保了產(chǎn)品的品質(zhì)。同時,我們建立了穩(wěn)定的供貨渠道,確保客戶能夠隨時獲得所需產(chǎn)品,無懼市場波動和供應(yīng)鏈風(fēng)險。**產(chǎn)品應(yīng)用場景:科技之光,照亮未來**QCL激光器在光譜分析、環(huán)境監(jiān)測、**診斷、材料加工等多個領(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)測中,它能夠精細檢測大氣中的痕量氣體,為環(huán)境保護貢獻力量;在**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**診斷的準(zhǔn)確性和**性。寧波寧儀信息技術(shù)有限公司的QCL激光器,以定制化、國產(chǎn)化、高功率為特色,正成為推動科技進步、產(chǎn)業(yè)升級的重要力量。我們堅信,在未來的科技道路上,我們的QCL激光器將繼續(xù)照亮前行的道路,為用戶帶來更加高效、精細、可靠的激光解決方案。吉林CH4QCL激光器哪家好
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