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本文主要介紹TDLAS技術(shù)優(yōu)勢,，以及常用于TDLAS分析系統(tǒng)的激光器，和海爾欣相關(guān)科研級模塊產(chǎn)品,。

中紅外量子級聯(lián)激光器（QCL）是一種性能*的新型半導(dǎo)體激光器,，隨著QCL的發(fā)展，可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)（Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy,，TDLAS）在痕量氣體分析領(lǐng)域獲得了更廣泛的應(yīng)用,。相較于傳統(tǒng)的非色散紅外光譜分析技術(shù)（NDIR），基于TDLAS技術(shù)的氣體分析技術(shù)具有難以取代的優(yōu)勢,。

   目前市面上的主流氣體分析產(chǎn)品多數(shù)采用NDIR技術(shù),，其缺點包含：

1. 復(fù)雜的采樣和預(yù)處理系統(tǒng)使得系統(tǒng)響應(yīng)速度慢，難以滿足實時響應(yīng)需求,；

1. 受背景氣體（如水汽）的交叉干擾嚴重,，并且樣氣中的粉塵引起誤差，影響濃度測量準確度,；
2. 單點采樣使得測量數(shù)據(jù)不具有代表性,；
3. 易于發(fā)生漂移，降低數(shù)據(jù)可靠性,，且因為需要經(jīng)常標定,，維護成本高。

TDLAS也是一種紅外吸收光譜技術(shù),，基本原理是通過分析光被氣體的選擇性吸收,，由吸收光譜反演獲得待測氣體濃度。由于TDLAS技術(shù)采用了半導(dǎo)體激光光源,，光譜線寬遠小于待測氣體單根吸收譜線的線寬,，頻率掃描范圍可避開其他氣體吸收譜線，有效避免交叉干擾,。其優(yōu)點如下：

1. 高靈敏度和高選擇性：可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器的線寬低至10^-4波數(shù)(cm^-1),，而一般分子的吸收線的線寬在10^-2 cm^-1量級，將激光器的輸出波長調(diào)諧到選定的分子吸收峰中心頻率,，可避開其他氣體組分的干擾,；

1. 響應(yīng)快速：脈沖式的可調(diào)諧激光器的脈沖沿上升時間在納秒級別（10^-9 s），允許它們在很小的光譜范圍內(nèi)進行掃描,，在毫秒范圍內(nèi)能對幾種波長進行掃描,；
2. 相同樣氣多組分測量：可調(diào)諧激光器的波長覆蓋了大多數(shù)氣體的吸收峰，因而可以檢測的氣體種類多,只要更換激光器,，同樣的設(shè)備可以實現(xiàn)多種氣體監(jiān)測,；
3. 實現(xiàn)連續(xù)在線監(jiān)測：傳統(tǒng)的檢測方法大都需要采樣及預(yù)處理過程,，難以實現(xiàn)連續(xù)在線監(jiān)測。TDLAS可以實現(xiàn)原位監(jiān)測,，無需任何預(yù)處理過程,；
4. 實現(xiàn)區(qū)域監(jiān)測：傳統(tǒng)的檢測方法由于單點采樣，數(shù)據(jù)可能不夠具有代表性,，難以滿足區(qū)域內(nèi)的監(jiān)測要求,。TDLAS技術(shù)結(jié)合開放式光路和長光程設(shè)計，可以反映幾百米,，甚至幾千米區(qū)域內(nèi)的氣體濃度信息,；
5. 遠距離遙感：可調(diào)諧激光器很容易進行準直、聚焦等操作,，并且紅外無需接觸測量,，可實現(xiàn)遠距離遙感,。

常用于TDLAS系統(tǒng)的激光器

TDLAS系統(tǒng)的主要部件為可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器,，以下介紹常見的可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器及其特性：

FP（Fabry-Perot Laser，法布里-珀羅）激光器：輸出功率大（可達瓦級）,，一般為多模輸出,，且因為光譜線寬較寬，難以滿足對精度要求高的痕量氣體分析需求,。

DFB（Distributed Feedback Laser,，分布反饋式）激光器：輸出功率比FP激光器低很多（多幾十個毫瓦），可以輸出較窄（0.01 nm量級）的光譜,，并能夠通過溫度調(diào)諧提供有限的波長調(diào)諧（幾個波數(shù)）。DFB激光器是目前市面上TDLAS系統(tǒng)中常見的激光器,，其輸出線寬小于10MHz，而傳統(tǒng)NDIR紅外光源的線寬則達到數(shù)百GHz,。

VCSEL（Vertical Cavity Surface Emitting Laser，垂直腔面發(fā)射）激光器：優(yōu)點是線寬較窄（0.1 nm量級）且波長對溫度漂移較小,，然而只能實現(xiàn)從0.760-2.4 μm之間的部分波長。

海爾欣與QCL和MCT芯片廠商合作,，研發(fā)用于工業(yè)領(lǐng)域過程監(jiān)控和氣體傳感器件,，包含激光器,，探測器，驅(qū)動器,，安裝座和信號處理模塊。若您處于開發(fā)或研究的初期階段,，我們同時也提供一系列激光安裝座和驅(qū)動器,，長光程氣體池,，MCT探測器,，TDLAS鎖相模塊,。

海爾欣以瑞士Alpes公司,，日本住友電工，美國Thorlabs和Adtech Photonics公司的分布反饋式量子級聯(lián)激光器（DFB-QCL）為基礎(chǔ)元器件,，通過相關(guān)的封裝和準直工藝，整合成一整套量子級聯(lián)準直激光發(fā)射模塊,。無論您需要連續(xù)輸出,，脈沖輸出,，定制中心波長,，寬調(diào)諧,，線寬<5 MHz,，輸出功率達到百毫瓦級,，還是高性價比的工業(yè)批量器件,，請與我們聯(lián)系,，我們將幫您選擇3到13 μm及以上的中紅外激光器。我們的激光發(fā)射器主要產(chǎn)品為：

QC-Qube^TM迷你全功能量子級聯(lián)激光發(fā)射單元（世界上較小的具備氣密，溫控,，散熱，準直功能的中紅外激光器）

HPQCL-Q^TM標準中紅外量子級聯(lián)激光器（全功能且含共軸紅光,，方便用戶觀察及調(diào)光）

HPQCL-H^TM工業(yè)級HHL封裝量子級聯(lián)激光器（高性價比,，高可靠）