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(xiàn)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(shù)氣態(tài)化學物質(zhì)在中紅外光譜區(qū)(≈2-25μm)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(huán)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(huán)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(jiān)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。 DFB激光器能避免其他背景氣體的交叉干擾,使檢測系統(tǒng)具有較好的測量精度。貴州氧化亞氮QCL激光器封裝
QCL(量子級聯(lián)激光器)激光驅(qū)動器是專門設計用于激勵量子級聯(lián)激光器的電子設備。QCL是一種基于半導體材料的激光器,具有較高的效率和可調(diào)的波長,廣泛應用于光譜學、激光雷達和通信等領域。QCL激光驅(qū)動器的主要功能包括:1.電流控制:提供穩(wěn)定的電流源,以確保QCL在比較好工作狀態(tài)下運行。2.調(diào)制功能:能夠?qū)す廨敵鲞M行調(diào)制,以實現(xiàn)不同的應用需求,如脈沖激光輸出。3.溫度控制:通常集成溫控系統(tǒng),以保持激光器在穩(wěn)定的溫度環(huán)境中工作,確保性能穩(wěn)定。4.保護功能:具備過流、過溫等保護機制,以防止激光器因異常條件而損壞。選擇合適的QCL激光驅(qū)動器時,需要考慮激光器的工作參數(shù)、所需的調(diào)制頻率和穩(wěn)定性等因素。上海氣體檢測QCL激光器哪家好基于 TDLAS 技術的無創(chuàng)檢測方法,且效果明顯。
量子級聯(lián)激光器(QuantumCascadeLaser)是一種能夠發(fā)射光譜在中紅外和遠紅外頻段激光的半導體激光器。它是由貝爾實驗室于1994年率先實現(xiàn)。隨著量子級聯(lián)激光器技術的日趨成熟,它開始被較多地應用于科學和工程研究。由于其明顯優(yōu)勢,在氣體檢測領域得到了迅速推廣?;诹孔蛹壜?lián)激光器的紅外光譜氣體檢測技術具有靈敏度高、檢測速度快等優(yōu)點,特別是在高精度光譜檢測方面所具有的明顯優(yōu)勢,使其成為研究和應用的熱點。量子級聯(lián)激光器(QuantumcascadeLaser,QCL)是基于半導體耦合量子阱子帶(一般為導帶)間的電子躍遷所產(chǎn)生的一種單極性光源。量子(quantum)指的是通過調(diào)整有源區(qū)量子阱的厚度可以改變子帶的能級間距,實現(xiàn)對波長的“裁剪”,另外也指器件的尺寸較小。級聯(lián)(cascade)的意思是有源區(qū)中上一組成部分的輸出是下一部分的輸入,一級接一級串聯(lián)在一起。激光器(Laser)是指產(chǎn)生特定波長的光源。量子級聯(lián)激光器的波長可以覆蓋在、通信、氣體檢測等領域極具應用價值的中遠紅外波段。
量子級聯(lián)激光器(QuantumCascadeLaser,QCL)作為一種新興的激光技術,正在多個領域中展現(xiàn)出其獨特的優(yōu)勢和廣泛的應用潛力。其的優(yōu)點使得產(chǎn)品在市場上備受青睞,尤其是在環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療成像和工業(yè)檢測等方面。首先,量子級聯(lián)激光器具有出色的波長可調(diào)性,能夠在中紅外范圍內(nèi)實現(xiàn)高效發(fā)射。這一特性使得量子級聯(lián)激光器在氣體傳感領域的應用尤為突出。通過精確的波長調(diào)節(jié),用戶可以針對特定氣體進行高靈敏度的檢測,從而有效解決了傳統(tǒng)傳感器難以檢測低濃度有害氣體的問題。這不僅提高了環(huán)境監(jiān)測的精度,也為企業(yè)的安全生產(chǎn)提供了有力保障。其次,量子級聯(lián)激光器在醫(yī)療成像領域也展現(xiàn)出了巨大的優(yōu)勢。其高功率和高效率的特性,能夠提升成像系統(tǒng)的分辨率和信噪比,使得醫(yī)生能夠更清晰地觀察到組織和的狀態(tài)。這對于早期疾病的診斷和方案的制定具有重要意義,從而提高了患者的效率,降低了醫(yī)療成本。 中紅外光譜是分子的基頻吸收區(qū),對痕量氣體具有極高的敏感度,這使得它成為溫室氣體監(jiān)測的理想選擇。
分子紅外光譜與分子的結(jié)構(gòu)密切相關,是研究表征分子結(jié)構(gòu)的一種有效手段,將一束不同波長的紅外射線照射到物質(zhì)的分子上,某些特定波長的紅外射線被吸收,形成這一分子的紅外吸收光譜。每種分子都有由其組成和結(jié)構(gòu)決定的獨有的紅外吸收光譜,可以采用與標準化合物的紅外光譜對比的方法來做分析鑒定。紅外光譜法主要研究在振動中伴隨有偶極矩變化的化合物(沒有偶極矩變化的振動在拉曼光譜中出現(xiàn))。因此,除了單原子和同核分子如Ne、He、H2等之外,幾乎所有的有機化合物在紅外光譜區(qū)均有吸收。除光學異構(gòu)體,某些高分子量的高聚物以及在分子量上只有微小差異的化合物外,凡是具有結(jié)構(gòu)不同的兩個化合物,一定不會有相同的紅外光譜。通常紅外吸收帶的波長位置與吸收譜帶的強度,反映了分子結(jié)構(gòu)上的特點,可以用來鑒定未知物的結(jié)構(gòu)組成或其化學基團;而吸收譜帶的吸收強度與分子組成或化學基團的含量有關,可用以進行定量分析和純度鑒定。由于紅外光譜分析特征性強,氣體、液體、固體樣品都可測定,并具有用量少,分析速度快,不破壞樣品的特點。因此,紅外光譜法不僅與其它許多分析方法一樣,能進行定性和定量分析,而且該法是鑒定化合物和測定分子結(jié)構(gòu)的**有用方法之一。 甲烷分子的基頻吸收帶位于在3.3μm附近的中紅外區(qū)域。因此用中紅外激光器探測甲烷氣體非常有益。吉林COQCL激光器報價
在光化學和生物學領域,可調(diào)諧激光器可以用于研究分子結(jié)構(gòu)和生物過程;貴州氧化亞氮QCL激光器封裝
直接吸收光譜技術是通過調(diào)諧激光頻率到選擇吸收譜線透過率和譜線形狀進行分析,并獲取一些重要信息,如吸收譜線強度和增寬系數(shù)。從這些光譜測量得到信息可以推斷出氣體溫度、濃度、氣流速度以及壓力等參數(shù)值。信號發(fā)生器發(fā)生鋸齒波或三角波掃描信號給激光驅(qū)動器驅(qū)動DFB激光器,激光器輸出激光通過待測氣體,光電探測器接收到透射光,并通過對光強信號進行分析,從而測量得到氣體濃度值。實現(xiàn)直接吸收光譜檢測透射光容易受到背景噪聲的干擾、激光器光強波動等因素的影響,為了減小噪聲的干擾,通常會使用高靈敏光譜技術,如采用波長調(diào)制技術對目標信號進行高頻調(diào)制,實現(xiàn)抑制高頻背景噪聲,從而極大提高探測靈敏度和精度。信號發(fā)生器發(fā)生鋸齒波或三角波掃描信號疊加快速正弦頻率f的調(diào)制信號給激光驅(qū)動器驅(qū)動DFB激光器,激光器輸出調(diào)制光經(jīng)過待測氣體,光電探測器接收到吸收后光強,此時將光信號轉(zhuǎn)換成電信號輸入到鎖相放大器對信號進行解調(diào)輸出波長調(diào)制的諧波信號,根據(jù)諧波信號的值計算得到此時氣體濃度值。 貴州氧化亞氮QCL激光器封裝
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