量子級聯(lián)激光器(QCL)是一種發(fā)射波長在中紅外波段 (4 um 到10 um) 的半導體激光器。由于它的發(fā)光原理和常規(guī)LD完全不同，并且為環(huán)境監(jiān)控的痕量氣體分析等中紅外應用提供了創(chuàng)新性解決方案，因此也是日益受到關(guān)注。
量子級聯(lián)激光器的優(yōu)勢
量子級聯(lián)激光器是基于電子在半導體量子阱中導帶子帶間躍遷和聲子輔助共振隧穿原理的新型單極半導體器件。不同於傳統(tǒng)p-n結(jié)型半導體激光器的電子-空穴復合受激輻射機制，QCL受激輻射過程只有電子參與，激射波長的選擇可通過有源區(qū)的勢阱和勢壘的能帶裁剪實現(xiàn)。QCL引領(lǐng)了半導體激光理論、中紅外和THz半導體光源革命，是痕量氣體監(jiān)測和自由空間通信的理想光源，在公共安全、國家安全、環(huán)境和醫(yī)學科學等領(lǐng)域有重大應用前景。 量子級聯(lián)激光器(QCL)是一種基于子帶間電子躍遷的中紅外波段單極光源，其工作原理與通常的半導體激光器截然不同。其激射方案是利用垂直于納米級厚度的半導體異質(zhì)結(jié)薄層內(nèi)由量子限制效應引起的分離電子態(tài)，在這些激發(fā)態(tài)之間產(chǎn)生粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，該激光器的有源區(qū)是由耦合量子阱的多級串接組成(通常大于500層)而實現(xiàn)單電子注入的多光子輸出。
濱松公司的DFB型量子級聯(lián)激光器L12000系列在各公司激光器中脫穎而出，憑借良好的產(chǎn)品優(yōu)勢和應用價值，被授予了激光學會產(chǎn)業(yè)“優(yōu)秀獎”。
濱松QCL產(chǎn)品在氣體分析的應用中，具有實時檢測、快速響應、高精度和高分辨率的優(yōu)點。搭配相應的紅外探測器，則可準確高效地實現(xiàn)氣體的分析測量。
在一套濱松QCL、紅外探測器等其它元件組成的測量系統(tǒng)里，可以了解QCL系統(tǒng)在對火柴燃燒的氣體、汽車尾氣以及土壤散發(fā)的氣體分析結(jié)果。
量子級聯(lián)激光器的優(yōu)勢
1：可以提供超寬的光譜范圍（midIRtoTHz）。
2：極好的波長可調(diào)諧性。
3：很高的輸出功率，同時也可以工作在室溫環(huán)境下。
目前國際上已研制出3.6～19μm中遠紅外量子級聯(lián)激光器系統(tǒng)。隨著技術(shù)的進步，目前量子級聯(lián)激光器不但能以脈沖的方式工作，而且可以在連續(xù)工作的方式輸出大功率激光。激光模塊將QC激光器裝進一個氣密性封裝內(nèi)，最大限度的保護了激光器的性能和壽命。
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