QCL就是量子級聯(lián)激光器；她與傳統(tǒng)的pn結(jié)半導(dǎo)體二極管激光器截然不同，傳統(tǒng)的半導(dǎo)體二極管激光器的發(fā)射波長由半導(dǎo)體材料的能隙決定，量子級聯(lián)激光器是單極型激光器，它只有電子參加，通過量子阱導(dǎo)帶激發(fā)態(tài)子能級電子共振躍遷到基態(tài)釋放能量，發(fā)射光子并隧穿到下一級，一級一級傳遞下去，直到發(fā)射出激光，其發(fā)射波長由量子限制效應(yīng)決定的兩個激發(fā)態(tài)之間的能量差決定。從這個角度來看，QCL是一個可以覆蓋整個中紅外波段（3-25 12渭m'> ）、大部分遠(yuǎn)紅外（50-300 12渭m'> ）甚至亞微米波段的激光設(shè)備。

我們再來看一下她的主要應(yīng)用：

在QCL發(fā)明之前，沒有可以在室溫條件下以脈沖、CW兩種模式工作的中紅外激光器。QCLs開辟了大量中紅外半導(dǎo)體激光產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于紅外通信、遠(yuǎn)程探測、大氣污染監(jiān)控、工業(yè)煙塵分析、無損傷醫(yī)學(xué)診斷、國防安全等。

QCL在激光光譜學(xué)- R&D、生化戰(zhàn)劑探測、遠(yuǎn)程探測- LIDAR 、產(chǎn)品測試–激光器和探測器、光電跟蹤與搜索、光電對抗等方面的應(yīng)用也隨著QCL技術(shù)的日趨成熟越來越受到歐美等發(fā)達(dá)國家的高度重視，并投入大量的人力物力進(jìn)行中遠(yuǎn)紅外QCL的應(yīng)用技術(shù)的開發(fā)。

QCL產(chǎn)業(yè)化的困難：

QCL的商業(yè)化已經(jīng)全面展開，一些歐洲和美國的公司已經(jīng)出產(chǎn)QCL晶圓、設(shè)備和傳感器。在歐洲，阿爾卡特和泰利斯創(chuàng)建了一家名為III-V實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)制造QCLs。

將QCLs商業(yè)化沒有根本的困難，因?yàn)闈撛诘募夹g(shù)同傳統(tǒng)激光器是一樣的。QCLs的產(chǎn)業(yè)化也會遵循傳統(tǒng)激光器的發(fā)展曲線，開始的時候產(chǎn)量很低、成本很高，隨著技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)量逐漸增加、價格逐漸降低。

QCL領(lǐng)域的關(guān)鍵性技術(shù)：

Razeghi開發(fā)團(tuán)隊(duì)位于美國西北大學(xué)，我們的團(tuán)隊(duì)正在與美國氣體傳感器制造商Pranalytica合作，開發(fā)高功率高效率的QCL。這兩個團(tuán)隊(duì)都開發(fā)出了室溫下瓦級功率輸出，效率超過10%的QCL。

另一個優(yōu)點(diǎn)是Jerome Faist集團(tuán)的杰作，制造出了大范圍波長的QCL光源。我們的目標(biāo)是制造出能夠與傅里葉變換紅外光譜儀競爭的緊湊式激光光譜儀。

目前的太赫茲QCL只能在200K以下的溫度下運(yùn)行，我們的終極目標(biāo)是提高運(yùn)行的溫度。去年我們發(fā)布了第一個室溫下運(yùn)行的太赫茲QCL光源。我們通過不同的頻率發(fā)生器產(chǎn)生了太赫茲“光束”。不過功率仍然比較小，未來我們希望開發(fā)出毫瓦級的光源。