浙江半導體QCL激光器加工

    在現代民用領域，QCL激光器（量子級聯激光器）作為紅外對抗系統的重要組成部分，正逐漸顯示出其不可或缺的地位。隨著技術的不斷進步，以及對安全和效率的日益重視，QCL激光器在紅外對抗中的應用案例層出不窮，展現出其的性能和的適用性。以某國家的防空系統為例，該系統在面對敵方導彈威脅時，采用了QCL激光器紅外對抗技術。這一技術通過精確發射特定波長的激光，成功地干擾了敵方導彈的紅外尋的系統，顯著提高了防空能力。通過這種方式，防空系統不僅能夠有效保護關鍵設施的安全，還能夠降低潛在的經濟損失。這一成功應用案例展示了QCL激光器在實際戰斗環境中的高效性和實用性，同時也反映了現代中科技應用的重要性。 紅外氣體傳感器是通過測量被測氣體在特定的紅外波段吸收了多少光的能量來計算濃度的。浙江半導體QCL激光器加工

    紅外激光光譜學獨特的優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、工業過程監測控制、燃燒過程診斷分析、發動機效率和機動車尾氣測量、檢測、大氣中痕量污染氣體監測等。因此，可調諧紅外激光光譜新方法及其環境污染時空分布監測研究對國家可持續發展和解決環境領域中必不可少的監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、工業過程監測控制：CO、CO2、H2O、NH3等；4、醫療診斷：NO、CO、CO2、CH4等；5、機動車尾氣測量：CO、CO2、NH3、NO等。 陜西一氧化氮QCL激光器公司QCL在高靈敏檢測方面具備天然的優勢，可能成為呼吸氣體分析技術領域瓶頸的可靠解決方案。

    2002年之后，帶間級聯激光器在美國噴氣推進實驗室（JPL）取得了更加快速的發展，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）經過多年優化和發展，終于實現了里程碑式的***臺室溫連續激射的帶間級聯激光器，連續波**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，解決了有源區中電子和空穴的數量不均等問題，通過改變電子注入區中的摻雜濃度，平衡有源區中過高的空穴濃度。之后，德國伍茲堡大學在“載流子再平衡”的基礎上，提出了短注入區的設計。2014年，美國海軍實驗室通過增加有源級聯區的周期數及分別限制層的厚度，進一步提高了帶間級聯激光器的器件指標，其室溫連續輸出功率達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激光器輸出功率的**高指標，并在2015年成功制作級聯數為10的帶間級聯激光器。

    除了氣體檢測外，帶間級聯激光器也可用于***領域中。紅外半導體激光器由于體積小、效率高、易調制、環境適應強等優點在***領域得到了廣泛應用。紅外制導導彈已經從***代紅外尋的制導向第四代3～5μm中紅外波段凝視成像制導發展，該技術**提高了紅外制導導彈的靈敏度和抗干擾能力，使其獲得了更遠的攻擊距離。此外，中紅外波段還可以應用于工業過程控制、臨床呼吸診斷、紅外景象投影、醫學醫療和化學生物威脅探測等領域中；還可以作為光發射機進行通信，實現自由空間內的信息傳輸。目前，可以實現中紅外波段激光器的主要技術手段包括一類（type-Ⅰ）量子阱（QW）銻化鎵（GaSb）基的激光器及其形成的一類級聯量子阱激光器。此外還有目前在長波紅外和太赫茲波段非常熱門的量子級聯激光器。本文重點介紹帶間級聯激光器。 QCL會被集成到光譜儀中，完成紅外光譜檢測。QCL被認為是中遠紅外范圍內氣體檢測的優勢光源。

    1994年4月，貝爾實驗室在《科學》上報道了***個子帶間量子級聯激光器。帶間級聯和量子級聯激光器的研究都源于早期對于半導體超晶格的研究以及通過子帶間躍遷實現激光器的探索。在帶間級聯激光器提出的2～3年內，空穴注入區就已經提出并加入到了帶間級聯激光器的結構中。同時，W型二類量子阱的概念也被提出，并取代了原先的單邊型的二類量子阱?？昭ㄗ⑷雲^和W型有源區的設計直到***也一直被采用。1997年，由休斯頓大學和桑迪亞國家實驗室合作完成的***臺可達170K低溫工作的帶間級聯激光器被報道出來，此后，對于二類量子阱的研究也取得了一定進展，而帶間級聯激光器也在1998～2000年工作溫度逐漸提升至250～286K，微分量子效率超過了傳統極限的100%，從而證實了級聯過程。里程碑式的突破是在2002年，研究人員Yang等實現了***臺室溫脈沖激射的帶間級聯激光器，由18個周期構成。 基于 TDLAS 技術的無創檢測方法，且效果明顯。內蒙古氨QCL激光器封裝

TDLAS：當激光波長與待測氣體分子的吸收線匹配時，分子會吸收部分能量，透射光強度的變化，計算氣體濃度。浙江半導體QCL激光器加工

    相比較與其它激光器，量子級聯激光器的優點如下：1)中遠紅外和太赫茲波段出射；在QCL發明之前，半導體激光器的發射波長主要在可見光和近紅外波段，當我們需要使用中遠紅外和太赫茲波段的激光時，半導體激光器對此則有些無能為力，不同體系激光器激射波長范圍如圖3。QCL的發明，使得半導體激光器也能激射出中遠紅外和太赫茲波段的激光。如圖3.不同激光器發光范圍[15]2)寬波長范圍；QCL激射波長取決于子帶間能量差，可以通過設計量子阱層厚度來實現波長控制，所以量子級聯激光器的激射波長范圍極寬（約3-250μm），并且可以根據實際需求設計特定波長的激光輸出。3)體積?。籕CL相比其它激光器如：一氧化碳激光器（激射波長為4-5μm）和二氧化碳激光器（激射波長為μm），具有體積小、重量輕的特點，其攜帶方便，便于系統化和集成化。4)單極型結構；傳統結構半導體激光器為雙極型，其出光原理依靠的是p-n結中導帶電子和價帶空穴復合所產生的受激輻射，而QCL全程只有電子參與，空穴并未參與輻射發光過程，所以量子級聯激光器為單極型激光器，且其出射的激光具有很好的單向偏振性。5)高的電子利用效率；因為QCL所獨特的級聯結構，電子在參與完子帶間躍遷發光后，并沒有湮滅。 浙江半導體QCL激光器加工