在工業(yè)檢測方面,量子級聯(lián)激光器以其小型化和集成化的設(shè)計(jì),完美適應(yīng)了現(xiàn)代工業(yè)的需求。它能夠以更低的能耗和更小的體積完成復(fù)雜的檢測任務(wù)。這對于降低企業(yè)的運(yùn)營成本,提高生產(chǎn)效率,具有重要的推動作用。許多企業(yè)通過引入量子級聯(lián)激光器技術(shù),成功減少了設(shè)備占用空間,并提升了生產(chǎn)線的自動化程度。綜合來看,量子級聯(lián)激光器憑借其高效、靈活和經(jīng)濟(jì)的特性,正逐步改變各行各業(yè)的技術(shù)格局。無論是在環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療成像還是工業(yè)檢測領(lǐng)域,量子級聯(lián)激光器都為客戶提供了切實(shí)可行的解決方案,幫助企業(yè)提高效率、降低成本,從而在競爭激烈的市場環(huán)境中脫穎而出。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用范圍的擴(kuò)大,量子級聯(lián)激光器的未來將更加光明,值得行業(yè)內(nèi)外的共同關(guān)注。 DFB激光器能避免其他背景氣體的交叉干擾,使檢測系統(tǒng)具有較好的測量精度。西藏NH3QCL激光器多少錢
中紅外溫室氣體激光器在環(huán)境監(jiān)測和氣候變化研究中正發(fā)揮著越來越關(guān)鍵的作用,隨著全球?qū)厥覛怏w減排的日益重視,市場對高效、精確的氣體檢測設(shè)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(shù)優(yōu)勢,已經(jīng)成為這一領(lǐng)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(huán)境監(jiān)測、工業(yè)排放評估以及城市空氣質(zhì)量檢測等方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。各國和企業(yè)逐步加強(qiáng)對溫室氣體排放的監(jiān)管,推動了中紅外溫室氣體激光器的廣泛應(yīng)用,比如在城市的空氣質(zhì)量監(jiān)測中,這些激光器可以實(shí)時提供數(shù)據(jù),使得相關(guān)部門能夠及時采取措施,改善空氣質(zhì)量,保護(hù)民眾的健康。其次,技術(shù)的不斷進(jìn)步為中紅外溫室氣體激光器的性能提升提供了新的可能。近年來,激光技術(shù)的創(chuàng)新使得這些設(shè)備在體積、功耗和成本方面得到了改善。例如,采用新型材料和工藝,使得激光器的體積更加小巧,便于攜帶和部署,同時降低了生產(chǎn)和維護(hù)成本。這一趨勢不僅降低了使用門檻,也使得中紅外溫室氣體激光器能夠在更多的應(yīng)用場景中發(fā)揮作用,滿足市場對靈活性和便攜性的需求,甚至可以應(yīng)用于野外勘測和移動監(jiān)測等場合。 西藏NH3QCL激光器多少錢量子級聯(lián)激光器使中遠(yuǎn)紅外波段高可靠、高功率和高特征溫度激光器成為可能,為氣體分析等提供了新型光源。
直接吸收光譜技術(shù)是通過調(diào)諧激光頻率到選擇吸收譜線透過率和譜線形狀進(jìn)行分析,并獲取一些重要信息,如吸收譜線強(qiáng)度和增寬系數(shù)。從這些光譜測量得到信息可以推斷出氣體溫度、濃度、氣流速度以及壓力等參數(shù)值。信號發(fā)生器發(fā)生鋸齒波或三角波掃描信號給激光驅(qū)動器驅(qū)動DFB激光器,激光器輸出激光通過待測氣體,光電探測器接收到透射光,并通過對光強(qiáng)信號進(jìn)行分析,從而測量得到氣體濃度值。實(shí)現(xiàn)直接吸收光譜檢測透射光容易受到背景噪聲的干擾、激光器光強(qiáng)波動等因素的影響,為了減小噪聲的干擾,通常會使用高靈敏光譜技術(shù),如采用波長調(diào)制技術(shù)對目標(biāo)信號進(jìn)行高頻調(diào)制,實(shí)現(xiàn)抑制高頻背景噪聲,從而極大提高探測靈敏度和精度。信號發(fā)生器發(fā)生鋸齒波或三角波掃描信號疊加快速正弦頻率f的調(diào)制信號給激光驅(qū)動器驅(qū)動DFB激光器,激光器輸出調(diào)制光經(jīng)過待測氣體,光電探測器接收到吸收后光強(qiáng),此時將光信號轉(zhuǎn)換成電信號輸入到鎖相放大器對信號進(jìn)行解調(diào)輸出波長調(diào)制的諧波信號,根據(jù)諧波信號的值計(jì)算得到此時氣體濃度值。
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(jī)制為藍(lán)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(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,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(yùn)作。 基于光譜學(xué)原理的氣體檢測技術(shù),有非接觸、快響應(yīng)、高靈敏、大范圍監(jiān)測等優(yōu)點(diǎn),是監(jiān)測技術(shù)的主流研究方向。
中遠(yuǎn)紅外波段包含了兩個重要的大氣窗口3-5μm和8-13μm波段,很多氣體的特征吸收峰都在這個波段,如NO、CO、CO2、NH3、SO2、SO3等,還有一些人體疾病如糖尿病、、胸、肺、精神疾病等特征氣體的吸收譜線也處于此波段,如圖4。不同氣體的特征吸收峰基于QCL的檢測系統(tǒng),具有體積小、檢測速度快、精確度高等特點(diǎn),可以廣泛的應(yīng)用在環(huán)境檢測、痕量氣體檢測、醫(yī)療診斷等方面,基于QCL的氣體檢測系統(tǒng)是QCL重要的應(yīng)用之一,如氣體檢測系統(tǒng)如圖5。相比于傳統(tǒng)的氣體檢測技術(shù)(電化學(xué)檢測、氣相色譜分析、紅外LED),量子級聯(lián)激光器在氣體檢測的優(yōu)勢如下:1、量子級聯(lián)激光器具有很窄的光譜線寬,可以獲得氣體分子、原子光譜線中精細(xì)結(jié)構(gòu),因此基于量子級聯(lián)激光器的氣體檢測系統(tǒng)分辨率要遠(yuǎn)高于其他光譜檢測方法,而且系統(tǒng)中不需要分光器件,可以通過調(diào)諧QCL的波長,就可在光電探測器中直接得到其吸收光譜。2、QCL的光束質(zhì)量好,其出射光的發(fā)散角小,可以利用光的反射來設(shè)計(jì)光學(xué)長程池從而增加系統(tǒng)的吸收光程,進(jìn)而就可以提高系統(tǒng)的靈敏度,這對于低濃度的氣體檢測十分有效。 QCL由二次諧波從而對污染氣體進(jìn)行定性或者定量分析,具有高分辨率、高靈敏度以及響應(yīng)時間快等特點(diǎn)。河南NOQCL激光器加工
QCL的光束質(zhì)量好,可以利用光的反射來設(shè)計(jì)光學(xué)長程池從而增加系統(tǒng)的吸收光程,提高系統(tǒng)的靈敏度。西藏NH3QCL激光器多少錢
TDLAS技術(shù)具有高靈敏度、高光譜分辨率、快速響應(yīng)等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)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(shù)可實(shí)現(xiàn)對氣體體系溫度、濃度、速度和流量等參數(shù)的測量。無干擾、低價、可小型化等是TDLAS技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)。我們致力于發(fā)展高速(微秒級)、高靈敏(ppb級)、可攜帶式的基于可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器的氣體測量技術(shù)方法,拓展在航空航天、石油化工和燃燒等領(lǐng)域的應(yīng)用。調(diào)諧二極管激光吸收光譜(TDLAS)是激光氣體分析儀**常用的技術(shù)之一。其工作原理如下:激光光源:使用調(diào)諧半導(dǎo)體激光器作為光源,能夠在特定的窄波段范圍內(nèi)快速調(diào)諧激光波長,精確匹配待測氣體的吸收峰。氣體吸收過程:激光器發(fā)射的窄帶單色激光穿過待測氣體樣品。由于特定氣體分子在特定波長處具有吸收峰,部分激光能量被吸收,導(dǎo)致光強(qiáng)度減弱。探測器測量:激光通過氣體后,剩余的激光光強(qiáng)被探測器接收。探測器將光信號轉(zhuǎn)換為電信號,測量激光強(qiáng)度的衰減。信號處理與濃度計(jì)算:分析儀通過計(jì)算吸收光譜的強(qiáng)度和形狀,使用朗伯-比爾定律(Beer-LambertLaw)來推導(dǎo)出氣體的濃度。TDLAS技術(shù)的高分辨率和高靈敏度使其能夠準(zhǔn)確檢測低濃度的氣體。 西藏NH3QCL激光器多少錢
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