量子级联激光器（Quantum Cascade Laser）是一种基于电子在半导体量子阱中导带子带间跃迁和声子辅助共振隧穿原理的新型单极半导体器件，它能够发射中红外和长波红外频段的激光。自1994 年在美国贝尔实验室发明以来，作为新型的红外波长（包含太赫兹THz）激光器，由于体积小，寿命长，功率高，已经在化学分子光谱，军事上的红外对抗干扰、自由空间通信等领域受到了广泛的关注并得到了深入研究。传统的红外至太赫兹波段的激光器，依赖于气体产生激光，体积大和循环制冷等不足，严重制约了红外光谱小型化和集成技术的发展，更加阻碍了便携式的红外光谱技术普及和应用，量子级联激光器的发展为红外分子光谱的观测提供了新的机遇。相对于传统的傅立叶变换红外光谱仪，基于量子级联激光器的新型红外光谱仪，具有高强度、高信噪比、响应快、线性范围宽、可靠耐用、易维护的优点，极可能成为红外光谱仪的更新换代产品。

 

基于量子级联激光器的红外物理研究已成为各发达国家研究的前沿和热点。以此为基础的红外光谱检测技术近年来迅猛发展，开始进入实用阶段。以痕量气体检测为例，量子级联激光器应用于激光吸收红外光谱是实现痕量气体检测的良好手段之一。如温室效应气体CO2、CH4、N2O 等，以及神经毒气、糜烂毒气、爆炸物等气体，与疾病诊断如哮喘、溃疡、肾、肝、胸、肺、糖尿病、器官排异、精神分裂等有关的特征气体。

 

光学栅栏是以外腔调谐（External-Cavity）的量子级联激光器为核心器件的开路大面积激光红外气体监测安全系统。该系统可以同时实现多种痕量气体连续监测，具有体积小、重量轻、检测速度快、适装性好等优点，可广泛地应用于国家安全、工农业安全生产、环境监测、石油勘探、医疗诊断、太空探索等领域。

 

 

量子级联激光器进行光栅外腔调谐/小型化封装

 

 

参数介绍

绝大多数有机化合物和无机离子的基频吸收带出现在中红外光谱区。由于基频振动是红外光谱中吸收最强的振动，所以最适于进行红外光谱的定性和定量分析。同时，由于中红外光谱仪区域已积累了大量的数据资料，因此它是应用极为广泛的光谱区。利用中红外吸收光谱，可以对各种化学气体进行监控与测量。

 

 

 

部分可测量气体与测量精度

 

 

 

应用领域

光学栅栏的主要功能

      (1) 快速、准确的自动智能探测气体、识别结果

(2) 在中红外光谱区操作，大多数气体具有强烈且独特的光谱特征

(3) 与当前的区域保护系统相比，响应时间、灵敏度和区域覆盖率大大提高

(4) 可扩展的化学品库，以满足特定的操作要求

(5) 无需耗材，只需最少的维护

(6) 使用简单：机动性强、安装简便、菜单式界面直观，确保用户培训简单并熟练操作

(7) 人眼安全激光束，适用于有人工作区域

(8) 自动记录所有测试结果，并提供7 天24 小时实时网络报警