隨著經濟的發展,人類對于大自然的干擾和對環境的破壞愈發嚴重,無論是酸雨等氣候災害、亦或是全球氣候變暖、還是霧霾現象頻發,都嚴重的影響著人們的生存環境。各國科學家對環境監控都十分重視。2008年,正值北京奧運會舉辦之際,美國普林斯頓科研小組利用量子級聯激光器搭建了開路式氣體檢測系統,對北京進行了空氣質量評估。“HIPPO”項目(由美國國家科學基金會(NSF)和美國國家海洋和大氣局(NOAA)支持)和“CalNEX”項目(由美國加州空氣資源局(CARB)和NOAA支持)正在開展溫室氣體的相關研究工作。[2]工業監控在石油化工、金屬冶煉、礦山開采等行業生產過程中,通過檢測產生的相應氣體的濃度可以進行進程監控,也可以監控泄露危險氣體的濃度,以保障生產安全,已有技術采用μmQCL對工業燃燒排氣系統中產生的NO氣體進行實時檢測,并使用μm的脈沖QCL對物產生的氣體進行光學檢測。醫學應用有的疾病會造成人類呼出氣體成分的異常升高,通過對呼出氣體的種類和濃度進行準確的分析,可以對臨床診斷和提供有價值的參考,而且不必因為使用CT等儀器而引入過多的輻射。例如,患有糖尿病、肝臟和腎臟疾病的患者呼出的氣體中NH3濃度會出現異常。 在光化學和生物學領域,可調諧激光器可以用于研究分子結構和生物過程;廣西氧化亞氮QCL激光器型號
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。 天津HerriotQCL激光器定制中紅外QCL-TDLAS激光氣體檢測技術有 ppb 級超高靈敏度、超大檢測范圍、高選擇性、實用性強,易于維護等優勢。
當紅外輻射的能量與氣體分子振動躍遷所需的能量相匹配時,氣體分子會吸收特定波長的紅外光,導致透過光的強度減弱,從而形成特征吸收峰。輻射光子的能量與分子振動躍遷的能量差相等。l分子振動伴隨偶極矩的變化(紅外活性)。分子在紅外光譜中表現出基頻、倍頻和組合頻吸收峰。l每種氣體分子具有獨特的紅外吸收譜帶,這種特征吸收峰可以用來識別氣體種類。絕大多數氣態化學物質在中紅外光譜區(≈2-25m)都顯示出基本的振動吸收帶,這些基本帶對光的吸收提供了一種幾乎通用的檢測手段。光學技術的主要特征是對痕量氣體的非侵入式原位檢測能力。目前中紅外激光在定量痕量氣體檢測中的應用必將代替近紅外成為下一代高精度的選擇。進入21世紀全球環境問題日益突出,各國都在在努力減少溫室氣體排放。二氧化碳(CO2)通常被稱為溫室氣體,但其他使全球環境惡化的氣體還包括二氧化硫(SO2)和二氧化氮(NO2)。此外,在氣體泄漏檢測和性氣體的集中監控是預防災難中激光法可以采取有效報警措施從而可以避免風險于災難之前。激光吸收光譜法是檢測微量氣體的方法之一。它使用分布式反饋激光二極管(DFB-LD)檢測某種氣體,該二極管具有特定于該氣體的光吸收波長。
傳統的半導體激光器,工作原理都是依靠半導體材料中導帶的電子和價帶中的空穴復合而激發光子,其激射波長由半導體材料的禁帶寬度所決定,由于受禁帶寬度的限制,使得半導體激光器難以發出中遠紅外以及太赫茲波段的激光。自然界不多的對應能出射中遠紅外的半導體材料-鉛鹽系材料,其只能在低溫下工作(低于77K),且輸出功率極低,為微瓦級別。為了使半導體激光器也能激射中遠紅外以及太赫茲波段的光,科研人員跳出了基于半導體材料p-n結發光的理論,提出了量子級聯激光器的構想。量子級聯激光器的工作原理為電子在半導體材料導帶的子帶間躍遷和聲子共振輔助隧穿從而產生光放大,其出射波長由導帶的子帶間的能量差所決定,和半導體材料的禁帶寬度無關,因此可以通過設計量子阱層的厚度來實現波長的控制。如圖1.(A)傳統半導體激光器其發光原理(B)QCL發光原理。 中紅外光譜是分子的基頻吸收區,對痕量氣體具有極高的敏感度,這使得它成為溫室氣體監測的理想選擇。
大氣中CO2、CH4、N2O三大溫室氣體的特征吸收光譜主要位于近紅外和中紅外光波段,其中近紅外波段波長在-μm范圍,對應于氣體分子的“泛頻”吸收譜帶,而中紅外波段波長位于-25μm范圍,對應于氣體分子的“基頻”吸收譜帶,吸收強度要明顯高于近紅外波段,適用于濃度痕量氣體分子的高靈敏檢測。針對目前溫室氣體多目標場景監測需求,研究人員開展了不同形式的探測方法研究,主要包括地面探測、地基探測、機載探測和星載探測,綜合運用各種吸收光譜技術和儀器,通過掃描獲取溫室氣體紅外波段的特征吸收光譜,經過光電信號轉換、光譜信號采集、濃度算法解析、軟件數據處理等技術過程,能夠實現溫室氣體多組分高靈敏時空分辨觀測。 可調諧半導體激光吸收光譜(TDLAS)是一種 具有高分辨率、高靈敏度、快速檢測特點的氣體檢測 技術。寧夏標準QCL激光器批發
TDLAS利用可調諧半導體激光器的窄線寬和波長隨注入電流變化,對分子的單個或幾個相近的吸收線進行測量。廣西氧化亞氮QCL激光器型號
中紅外溫室氣體激光器正是順應這一市場趨勢,融合了先進的激光技術和智能化設計,提供高性能的氣體檢測解決方案。我們產品在靈敏度、穩定性和數據處理能力等方面具有明顯優勢,能夠為客戶提供精確可靠的監測數據。這不僅幫助客戶更好地應對和管理溫室氣體排放,還為其在環保方面的決策提供了重要依據。通過高效的數據分析和處理,我們的設備能夠實時反饋監測結果,助力企業和**快速響應環境變化。展望未來,隨著全球對氣候變化和環保政策的重視不斷加深,中紅外溫室氣體激光器的市場需求將持續增長。尤其是在國際社會共同應對氣候變化的背景下,各國在溫室氣體排放監測方面的需求愈發迫切。我們的產品不僅在技術上保持**地位,更在市場價值和應用范圍上展現出廣闊的前景。我們始終致力于為客戶提供高效、可靠的溫室氣體檢測方案,助力全球環境保護事業的發展。總而言之,中紅外溫室氣體激光器的未來充滿機遇,隨著市場對環境保護的重視程度不斷加深,相關技術也將不斷創新和升級。我們期待與客戶共同攜手,推動中紅外溫室氣體激光器在各個領域的廣泛應用,為實現可持續發展的美好未來貢獻力量。通過技術的進步與合作的加深。 廣西氧化亞氮QCL激光器型號
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