利用波長(zhǎng)可調(diào)量子級(jí)聯(lián)激光器對(duì)痕量化學(xué)物質(zhì)表面進(jìn)行高速和大面積掃描如圖1所示,波長(zhǎng)可調(diào)的MIR激光器照亮感興趣的目標(biāo),反射光被相機(jī)捕獲。隨著激光波長(zhǎng)的調(diào)整,相機(jī)同步捕捉反射光的圖像。對(duì)原始超立方體進(jìn)行處理以校正背景熱輻射和照明激光束的強(qiáng)度模式,以生成代表目標(biāo)表面反射率的超立方體。然后對(duì)反射超立方體進(jìn)行分析,并與光譜特征參考庫(kù)進(jìn)行比較,以生成檢測(cè)圖,該檢測(cè)圖可以識(shí)別目標(biāo)表面上的任何化學(xué)污染并繪制空間圖。如圖所示,也可以檢測(cè)到可能存在于光束路徑中的氣體的存在。圖1圖2外腔量子級(jí)聯(lián)激光器(ec - qcl)用于對(duì)目標(biāo)的照明。這些都是基于Block Engineering的Mini-QCL?,如圖2所示 ...
的寬電壓可調(diào)量子級(jí)聯(lián)激光器在之前的研究中,基于反交叉垂直和對(duì)角躍遷以及光子輔助對(duì)角躍遷的主流QC激光器設(shè)計(jì)的電壓可調(diào)性,所有設(shè)計(jì)都顯示電壓可調(diào)的EL。然而,基于反交叉垂直躍遷和光子輔助對(duì)角躍遷的激光器不能在閾值以上調(diào)諧,而基于反交叉對(duì)角躍遷有源區(qū)的激光器在80 K時(shí)的調(diào)諧范圍在閾值以上約30 cm?1,遠(yuǎn)小于EL在相同電壓范圍內(nèi)的60-70 cm?1。激光器調(diào)諧范圍小的原因在于驅(qū)動(dòng)電子穿過有源區(qū)的受激輻射在傳統(tǒng)的QC激光器設(shè)計(jì)中,大部分電子都聚集在z低注入態(tài)和z高激光態(tài)。在閾值以下,電子主要通過縱向光學(xué)LO聲子散射穿越有源區(qū)。在閾值以上,隨著腔內(nèi)的光強(qiáng)變得越來越強(qiáng),電子通過受激輻射在活躍區(qū)域的 ...
近紅外脈沖誘導(dǎo)量子級(jí)聯(lián)激光器中紅外傳輸調(diào)制的飛秒測(cè)量zui近的研究證明了在低溫下使用 800 nm飛秒脈沖對(duì)qcl進(jìn)行全光調(diào)制,通過帶間躍遷改變電子居群。研究人員還通過在注入電流中加入射頻信號(hào)實(shí)現(xiàn)了qcl的直接調(diào)制。雖然文獻(xiàn)估計(jì)了QCL的超快增益調(diào)制,無弛豫振蕩,高達(dá)>100 GHz,但以前的工作直接測(cè)量的QCL輸出使用中紅外探測(cè)器,限制在10 GHz帶寬。因此,仍有必要充分探索量子發(fā)光二極管對(duì)調(diào)制的時(shí)間光學(xué)響應(yīng)。從這個(gè)意義上說,光泵浦探測(cè)技術(shù)是提供高時(shí)間分辨率的完美工具,僅受光脈沖寬度和延遲級(jí)分辨率的限制。光泵浦探測(cè)技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于qcl中快速載流子動(dòng)力學(xué)的研究。我們研究了中紅外探測(cè) ...
干涉儀型腔的量子級(jí)聯(lián)激光器寬單模調(diào)諧量子級(jí)聯(lián)(QC)激光器是一種強(qiáng)大而緊湊的半導(dǎo)體光源。在中紅外波段,它們是目前分子傳感中基于吸收的光譜系統(tǒng)中非常有利的光源。由于這些系統(tǒng)利用了不同氣體分子的強(qiáng)而窄的吸收線,它們要求QC激光器在單模下工作,并且是連續(xù)的,廣泛可調(diào)的。研究并實(shí)現(xiàn)了實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)選擇性和可調(diào)性的不同方法。直到zui近,大多數(shù)QC激光器的單模操作已經(jīng)通過在常規(guī)Fabry-Perot QC激光器的頂部合并周期性光柵實(shí)現(xiàn),例如分布式反饋光柵或分布式布拉格反射器。然而,需要在波長(zhǎng)尺度上精確的周期結(jié)構(gòu)需要更復(fù)雜的制造步驟(例如,電子束光刻),通常導(dǎo)致更高的成本和更低的產(chǎn)量。機(jī)械可移動(dòng)光柵集成到外腔, ...
agg反射器量子級(jí)聯(lián)激光器(1)量子級(jí)聯(lián)(QC)激光器是基于半導(dǎo)體的中紅外光源,通過帶隙工程設(shè)計(jì),由于其緊湊的尺寸,提供了有前途的應(yīng)用。工作范圍大,輸出功率大。盡管Fabry-Perot型QC激光器具有高產(chǎn)量和高成本效益,但由于端面的波長(zhǎng)無關(guān)反射率,其光譜輸出相對(duì)較寬。此外,隨著注入電流的增加,由于腔內(nèi)空間和光譜燒孔等非線性,譜寬一般會(huì)增加一個(gè)數(shù)量級(jí)以上。然而,在各種應(yīng)用中,如醫(yī)學(xué)中的激光輔助手術(shù)或防御對(duì)策中,需要窄帶,高功率操作的QC激光器。在QC激光器中,通過多種方法實(shí)現(xiàn)ji端光譜窄化到單模工作,包括將分布式反饋(DFB)光柵集成到激光腔中,利用外腔(EC)或通過單片耦合腔設(shè)計(jì)。具有深蝕刻 ...
備進(jìn)行。使用量子級(jí)聯(lián)激光器(QCL) (Block Engineering Inc.)在1900-800 cm-1(波長(zhǎng)5.3 - 12.9μm)范圍內(nèi)可調(diào)諧作為光源和兩個(gè)硒化鋅物鏡用于輸入和輸出耦合。在獲取透射光譜之前,將QCL設(shè)置為12.9μm,對(duì)準(zhǔn)后在紅外相機(jī)(Xenics-Gobi 640)上對(duì)波導(dǎo)輸出進(jìn)行成像,在TM偏振下的輸出強(qiáng)度分布如圖1b所示。模態(tài)強(qiáng)度分布(COMSOL)模擬顯示,沿x軸和y軸的FWHM分別為10.1μm和2.3μm。采用熱電冷卻型碲化汞鎘(MCT)探測(cè)器(VIGO系統(tǒng))記錄采集物鏡的信號(hào)。來自MCT探測(cè)器的信號(hào)被記錄在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上,該計(jì)算機(jī)也對(duì)QCL進(jìn)行了調(diào)諧 ...
ui近開發(fā)的量子級(jí)聯(lián)激光器(qcl)等。近年來發(fā)展非常迅速的量子級(jí)聯(lián)激光器正在迅速填補(bǔ)波長(zhǎng)軸上的空穴,使其成為氣體分析的有吸引力的光源。大多數(shù)qcl具有定義良好的中心波數(shù)和窄線寬,允許準(zhǔn)確的分子識(shí)別。下一個(gè)重要的因素是優(yōu)化光和氣體體積之間的相互作用長(zhǎng)度。在這種情況下,考慮到有時(shí)氣體體積有限,通常選擇使用專門設(shè)計(jì)的光學(xué)腔將光集中在限制氣體的體積中。這些空腔采用兩種不同的設(shè)計(jì)方法,即諧振腔或多通腔。共振腔提供了在小于一升的體積內(nèi)獲得千米數(shù)量級(jí)的相互作用距離的可能性。然而,諧振器有很強(qiáng)的限制,使其實(shí)現(xiàn)困難。他們需要反射率高于99.9%的鏡子來達(dá)到所需的精細(xì)度。盡管這種反射鏡具有合適的反射率,但它們的 ...
被動(dòng)氣體檢測(cè)的FTIR系統(tǒng)高靈敏度的氣體和表面污染物(液體和固體)的化學(xué)檢測(cè)很容易實(shí)現(xiàn)使用中紅外光譜。光譜的中紅外部分大致跨度為≈2.5 ~ 14mm,并且中紅外光譜直接探測(cè)分子的旋轉(zhuǎn)和振動(dòng)模式。吸收光譜豐富,吸收譜線強(qiáng),具有高特異性和高靈敏度,圖1繪制了化學(xué)試劑VX和HD(硫芥)以及炸藥TNT(三硝基甲苯)的中紅外光譜。這表明,化學(xué)物質(zhì)的中紅外光譜具有豐富的吸收譜線,可以進(jìn)行高度特異性的化學(xué)鑒定。還要注意,吸收線可能非常強(qiáng)。例如,VX和TNT都有吸收線,其吸收深度(強(qiáng)度以1/e的倍數(shù)下降)只有~3um。強(qiáng)吸收線使檢測(cè)靈敏度高。圖1中紅外的兩個(gè)主要大氣傳輸窗口稱為中波紅外(MWIR)和長(zhǎng)波紅外 ...
廣泛可調(diào)諧的量子級(jí)聯(lián)激光器,人們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)能夠獲得極少量吸附炸藥分子的分子特征的光熱紅外光譜。當(dāng)被吸附的炸藥分子被紅外光共振激發(fā)時(shí),這些器件對(duì)非輻射衰變過程產(chǎn)生的熱量作出響應(yīng)。監(jiān)測(cè)微體溫計(jì)信號(hào)隨照射紅外波長(zhǎng)的變化,對(duì)應(yīng)于被吸附分子的常規(guī)紅外吸收光譜。此外,通過測(cè)量用于定量分析的裝置的共振頻移來確定吸附分子的質(zhì)量。此外,微差熱分析可用于區(qū)分受熱分子的放熱或吸熱反應(yīng),用相同的裝置進(jìn)行,為痕量爆炸物檢測(cè)和傳感器表面再生提供額外的正交信號(hào)。近年來,為了克服表面吸附炸藥混合物的化學(xué)選擇性問題,納米機(jī)械紅外光譜技術(shù)得到了廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。在該技術(shù)中,首先允許目標(biāo)炸藥分子吸附在雙材料微懸臂表面上。在紅外光對(duì)目 ...
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