【導(dǎo)讀】

Nanoplus作為一家致力于可調(diào)諧激光器研發(fā)和生產(chǎn)的德國(guó)企業(yè)，新推出3-6μm中紅外波段范圍內(nèi)的帶間級(jí)聯(lián)激光器（Interband Cascade Lasers, ICLs），把激光氣體分析推向了一個(gè)更高靈敏度，更廣泛的應(yīng)用。

　【正文】

吸收光譜的研究和工業(yè)應(yīng)用已經(jīng)持續(xù)發(fā)展了幾十年，如今，吸收光譜應(yīng)用也變得越來(lái)越重要，特別是基于可調(diào)諧激光吸收光譜（TLAS）技術(shù)在工業(yè)過(guò)程控制，有毒有害易燃易爆氣體監(jiān)測(cè)，大氣環(huán)境跟蹤監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域的應(yīng)用。近紅外激光吸收光譜技術(shù)是檢測(cè)許多工業(yè)氣體的優(yōu)秀解決方案，但是對(duì)于某些目標(biāo)氣體，他們相比中紅外的吸收峰還是比較弱，甚至沒(méi)有吸收峰，因此發(fā)展中紅外激光氣體分析成為一個(gè)趨勢(shì)和補(bǔ)充。

利用中紅外ICL激光器分析氣體的優(yōu)勢(shì)主要在兩個(gè)方面，一個(gè)是具有強(qiáng)吸收峰，另一個(gè)方面是ICL激光器具有卓越性能。關(guān)于吸收峰，大部分氣體在3-6μm范圍內(nèi)具有非常強(qiáng)的吸收峰（如左下圖），比如用5.2μm ICL激光器測(cè)NO（NO在1.8μm吸收峰相對(duì)比較弱，5.2μm吸收強(qiáng)度就能夠增加幾個(gè)數(shù)量級(jí)），又比如我們要測(cè)碳?xì)浠衔锶缂兹?，在近紅外都沒(méi)有吸收峰，但我們可以從3.5μm附近找到，并輕松地測(cè)出甲醛濃度。關(guān)于ICL激光器的性能，通過(guò)比較其與3-6μm區(qū)域DFB和QCL，即可得出ICL激光器具有明顯的優(yōu)勢(shì)，在這個(gè)區(qū)域DFB或者QCL激光器的功耗非常高，需要注入比較大的電流，同時(shí)產(chǎn)生了非常多的熱量，這樣對(duì)激光器特別是在工業(yè)惡劣環(huán)境下的穩(wěn)定性造成非常大的影響，極其不穩(wěn)定，但I(xiàn)CL在這個(gè)區(qū)域內(nèi)工作電流相對(duì)較低，功耗低，工作穩(wěn)定性好（如右下圖）。

　　這里，我們可以舉一些具體的應(yīng)用案例，比如汽車(chē)尾氣檢測(cè)，汽車(chē)尾氣需要檢測(cè)組分氣體CO，CO2，NO，和C3H8，傳統(tǒng)方法是選擇1-2μm區(qū)域的吸收峰，但這個(gè)區(qū)域吸收強(qiáng)度不夠，檢測(cè)精度不高，而我們現(xiàn)在把這個(gè)組分氣體的吸收峰改成選擇中心波長(zhǎng)2330nm，2004nm，5.2μm，和3.3μm，即能大幅度地提高氣體的吸收強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)低濃度檢測(cè)。

　　又如，通過(guò)3.5μm ICL激光器測(cè)木制品的甲醛含量，甲醛為致癌物質(zhì)，在傳統(tǒng)檢測(cè)方法中，采用化學(xué)萃取方法，檢測(cè)速度慢，過(guò)程繁瑣，而如果采用紅外檢測(cè)方法，靈敏度不高，而且存在交叉干擾，而現(xiàn)在，我們采用ICL激光器用TDLS的分析方法，即能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)甲醛濃度，而且精度高，檢測(cè)下限低，能有效避免甲醛揮發(fā)對(duì)人體造成的危害。

　　大量的研究和案例說(shuō)明（哈佛大學(xué)Hitran數(shù)據(jù)庫(kù)已經(jīng)發(fā)表了越來(lái)越多這方面的研究案例），ICL激光器在高靈敏度氣體分析上面具有發(fā)展前景，而且由于ICL激光器具有低功耗的優(yōu)勢(shì)，未來(lái)發(fā)展成緊湊輕巧的手持設(shè)備也將很快得到實(shí)現(xiàn)。

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