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QCL量子級聯(lián)激光器
量子級聯(lián)激光器QCL專為4μm-12μm中紅外光譜設(shè)計。QCL提供的波長對分子光譜十分重要。其增益機制的示意圖普如下圖所示。相對于傳統(tǒng)的激光器，其光學(xué)增益是通過導(dǎo)帶的帶間躍遷產(chǎn)生。此種帶隙的設(shè)計，產(chǎn)生的中紅外光譜是光譜學(xué)的重要應(yīng)用。
可選的波長
在室溫下，采用CW運行方式，QCL的波長覆蓋范圍是4.4μm-9.5μm。當(dāng)然，可以根據(jù)具體要求來提供。
波長段類型
QCL都可以作為縱向單模以及縱向多模設(shè)備：
法布里-珀羅量子級聯(lián)激光器FP QCL的工作模式為logitudinally多模，并提供高輸出功率
分布反饋式量子級聯(lián)激光器DFB QCL的工作模式為單縱模，相對于FP模式能夠降低輸出功率。
量子級聯(lián)激光器類型
脈沖量子級聯(lián)激光器，即工作在很短的脈沖模式下--150ns脈沖寬度。
CW量子級聯(lián)激光器，即工作在連續(xù)模式下。
脈沖量子級聯(lián)激光器能夠?qū)崿F(xiàn)快速波長調(diào)諧，而CWlz級聯(lián)激光器實現(xiàn)了更高的波長精度。
脈沖級聯(lián)激光器的測量
DFB QCLs的脈沖工作模式在脈沖寬度時間內(nèi)顯示溫度調(diào)諧。這是由注入電流引起的活性區(qū)域內(nèi)溫度的變化。這種效應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動波長調(diào)諧。如下圖所示。總之，一個DFB QCL就是一個分光儀器。
這種類型的量子級聯(lián)激光器的典型應(yīng)用是單一物種檢測、單一物種的濃度測量以及化工廠的生產(chǎn)監(jiān)督和質(zhì)量控制。
CW DFB QCL的測量
CW DFB QCL比DFB QCL顯著降低了線寬。其測量的原理與傳統(tǒng)二極管激光器 測量原理相同。在典型的DFB QCL下，溫度被預(yù)設(shè)到相應(yīng)的波長，通過激光電流來實現(xiàn)微調(diào)。此類型的測量能夠?qū)崿F(xiàn)比脈沖測量方案更高精度的測量值。其典型的應(yīng)用有單一物種檢測、高精度單一物種的濃度測量以及化學(xué)和制藥工廠的生產(chǎn)監(jiān)督和質(zhì)量控制。
外腔QCL的測量
外腔可調(diào)諧量子級聯(lián)激光器比DBF QCL更能夠呈現(xiàn)較高的光譜調(diào)諧范圍。通常情況下，一個Littrow或者Littman/Metcalf腔的腔體設(shè)計。外腔允許大于100波數(shù)的調(diào)諧。其典型的應(yīng)用有：多物種檢測、單個或者多物種在多物種環(huán)境的高精度濃度測量、化工生產(chǎn)中生產(chǎn)監(jiān)督和質(zhì)量控制、制藥廠中生產(chǎn)監(jiān)督或者質(zhì)量控制、微量氣體檢測、生物醫(yī)學(xué)分析以及患者監(jiān)督等。
■ 單一物種檢測 ；
■ 單一物種的濃度測量以及化工廠的生產(chǎn)監(jiān)督和質(zhì)量控制。
■ 多物種檢測；
■ 單個或者多物種在多物種環(huán)境的高精度濃度測量；
■ 化工生產(chǎn)中生產(chǎn)監(jiān)督和質(zhì)量控制；
■ 制藥廠中生產(chǎn)監(jiān)督或者質(zhì)量控制；
■ 微量氣體檢測；
■ 生物醫(yī)學(xué)分析以及患者監(jiān)督等
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