量子級(jí)聯(lián)激光器（QCL）介紹
量子級(jí)聯(lián)激光器(QCL)是一種基于子帶間電子躍遷的中紅外波段單光源，其工作原理與通常的半導(dǎo)體激光器截然不同。其激射方案是利用垂直于納米級(jí)厚度的半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)薄層內(nèi)由量子限制效應(yīng)引起的分離電子態(tài)，在這些激發(fā)態(tài)之間產(chǎn)生粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，該激光器的有源區(qū)是由耦合量子阱的多級(jí)串接組成（通常大于500層）而實(shí)現(xiàn)單電子注入的多光子輸出。量子級(jí)聯(lián)激光器的激射波長覆蓋兩個(gè)大氣窗口，并可以向遠(yuǎn)紅外波段拓展，因此量子級(jí)聯(lián)激光器的發(fā)明與發(fā)展，開創(chuàng)了中遠(yuǎn)紅外半導(dǎo)體激光的新領(lǐng)域。
當(dāng)量子級(jí)聯(lián)激光器的研究發(fā)展到了階段，有了實(shí)際的應(yīng)用空間，便開始了商業(yè)化的進(jìn)程，目前主要的商業(yè)公司包括Alpes Lasers、Daylight Solutions和Prytica等。Alpes Lasers是由瑞士Neuchatel 大學(xué)的Jerome Faist 創(chuàng)辦的，占據(jù)85%的量子級(jí)聯(lián)激光器市場份額。主要產(chǎn)品包括室溫連續(xù)或脈沖工作法布里－珀羅量子級(jí)聯(lián)激光器、室溫連續(xù)或脈沖工作和低溫連續(xù)工作分布反饋量子級(jí)聯(lián)激光器以及低溫連續(xù)或脈沖工作太赫茲量子級(jí)聯(lián)激光器，激射波長覆蓋中遠(yuǎn)紅外波段，激射功率為幾十到上百毫瓦。Daylight Solutions和Prytica公司主要研究大功率連續(xù)工作模式高工作溫度的中紅外量子級(jí)聯(lián)激光器的技術(shù)，獲得了世界上輸出功率為2W的商用中紅外量子級(jí)聯(lián)激光器，并且將此技術(shù)運(yùn)用到外腔寬調(diào)諧量子級(jí)聯(lián)激光器中。
產(chǎn)品特點(diǎn)：
1、單個(gè)發(fā)光器件的功率可達(dá)4W
2、波長從3.8微米到12微, 米以上
3、可調(diào)諧QCL系統(tǒng)
4、過軍事規(guī)格要求
5、單激光以及多波長高亮度系統(tǒng)
6、提供OEM和系統(tǒng)級(jí)配置
主要優(yōu)勢：
1、商用上功率的QCL
2、QCL保護(hù)和溫度管理功能
3、生產(chǎn)工藝成熟
4、小型封裝
5、垂直整合提供子系統(tǒng)級(jí)和系統(tǒng)級(jí)方案
高功率連續(xù)波激光器系統(tǒng)：1101-XX-CW-XXXX
1101-46-CW-XXXX以成套系統(tǒng)出售，包括激光頭、電源，客戶購買后開箱即可使用。熱電冷卻儀和準(zhǔn)直光學(xué)元件都密閉封裝在一起，可在實(shí)際環(huán)境下無故障運(yùn)行。
系統(tǒng)有四種功率輸出型號(hào)：
1101-46-CW-750：功率輸出>0.75W，激光頭在室溫下輸出連續(xù)波
1101-46-CW-1000：功率輸出>1.0W，激光頭在室溫下輸出連續(xù)波
1101-46-CW-1500：功率輸出>1.5W，激光頭在室溫下輸出連續(xù)波
1101-46-CW-2000：功率輸出>2.0W，激光頭在室溫下輸出連續(xù)波
封裝激光頭規(guī)格：
工作 | 激光頭在室溫下輸出連續(xù)波 |
波長 | 4.6 μm |
輸出波長 | 中心波長~4.6um的寬帶光源；光譜線寬~150nm |
輸出功率 | ≥0.75 W, ≥1.0 W, 1.5 W, 或 >2.0 W (取決于型號(hào)) |
輸出光束 | 近似準(zhǔn)直 |
輸出光質(zhì)量 | 近衍射限 |
連續(xù)波工作 | 通過前面板的調(diào)制輸入接頭施加+5V直流使1101-46-CW以真正的連續(xù)波模式工作 |
調(diào)制工作 | 可用范圍從1kHz到100kHz的TTL信號(hào)調(diào)制1101-46-CW |
性 | 在全功率運(yùn)行和周期性的溫度循環(huán)條件下，功率不衰減的壽命大于3,000小時(shí) |
尺寸 | 寬度13 cm，高度17 cm，深度15 cm |
重量 | 1.9 kg |
電源規(guī)格：
調(diào)制 | 調(diào)制輸入接口位于前面板上，范圍從1kHz到100kHz（3dB帶寬，TTL輸入）。使用電源可以1GHz調(diào)制速率調(diào)制量子級(jí)聯(lián)激光器。 |
保護(hù) | 激光器電源有多重保護(hù)激光器的無故障運(yùn)行 電源有5秒啟動(dòng)延遲時(shí)間 激光器由一個(gè)的開關(guān)啟動(dòng) |
尺寸 | 寬帶28cm，18cm，深度37cm |
重量 | 10kg |
電氣輸入 | 110/220 V, 4 A () |
OEM高功率連續(xù)波激光器 ：1101-XX-CW--BF
1101-XX-CW--BF室溫QCL模塊是高功率連續(xù)波中紅外QCL的OEM版本。室溫下4.6um時(shí)提供3.5W連續(xù)波光功率，在4.0um提供2.5W連續(xù)波功率。蝶式封裝內(nèi)包括包置于熱電冷卻器上的高功率量子級(jí)聯(lián)激光器模塊、一個(gè)用于探測QCL穩(wěn)定的熱敏電阻和用于準(zhǔn)直輸出光的光學(xué)元件。
Prytica正在申請的QCL結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)無需外部冷卻或水冷可就允許在室溫下輸出高功率連續(xù)波，該QCL中還集成了我們的反射鍍膜技術(shù)，在高連續(xù)波功率下地工作。該OEM模塊要求合適的溫度管理系統(tǒng)以維持蝶形封裝主體溫度處于35攝氏度之下。每種模塊要求客戶根據(jù)規(guī)格要求提供電流調(diào)制電源，用于驅(qū)動(dòng)QCL和TEC。TEC電流需要使用熱敏電阻數(shù)據(jù)來反饋控制，使QCL工作溫度恒定。萬一QCL期間溫度上升高于45攝氏度，熱敏電阻數(shù)據(jù)也用于QCL電源關(guān)閉。
OEM版本的高功率QCL的性能和工作壽命不能和其它QCL一樣，型號(hào)有：
1101-XX-CW-500-BF: 輸出功率~0.50W，蝶形封裝在環(huán)境溫度小于35攝氏度下為連續(xù)波
1101-XX-CW-750-BF: 輸出功率~0.75W，蝶形封裝在環(huán)境溫度小于35攝氏度下為連續(xù)波
1101-XX-CW-1000-BF: 輸出功率~1.0W，蝶形封裝在環(huán)境溫度小于35攝氏度下為連續(xù)波
1101-XX-CW-1500-BF: 輸出功率~1.5W，蝶形封裝在環(huán)境溫度小于35攝氏度下為連續(xù)波
1101-XX-CW-2000-BF: 輸出功率~2.0W，蝶形封裝在環(huán)境溫度小于35攝氏度下為連續(xù)波
1101-XX-CW-2500-BF: 輸出功率~2.5W，蝶形封裝在環(huán)境溫度小于35攝氏度下為連續(xù)波
1101-XX-CW-3000-BF: 輸出功率~3.0W，蝶形封裝在環(huán)境溫度小于35攝氏度下為連續(xù)波（目前提供4.6微米版本）
1101-XX-CW-3500-BF: 輸出功率~3.5W，蝶形封裝在環(huán)境溫度小于35攝氏度下為連續(xù)波（目前提供4.6微米版本）
高功率準(zhǔn)連續(xù)波微型系統(tǒng)：1101-XX-QCW--MicroTT-EXT
1101-XX-QCW--MicroTT-EXT是高平均功率、紅外脈沖型量子級(jí)聯(lián)激光器（QCL）系統(tǒng)。在波長為4.6微米時(shí)，系統(tǒng)的平均功率過2瓦。也可選其它在3.8到12微米之間的波長。它是一個(gè)被動(dòng)冷卻系統(tǒng)，設(shè)計(jì)用于桌上使用時(shí)可做到真正隔震。系統(tǒng)只要求一個(gè)外部20伏直流電源就可工作。脈沖成形和功率調(diào)節(jié)電子元件、包含QCL和用于準(zhǔn)直輸出激光的光學(xué)元件的密閉封裝都一起裝在外殼內(nèi)。系統(tǒng)無需調(diào)整，在穩(wěn)定的溫度環(huán)境下可長期穩(wěn)定工作。該系統(tǒng)也有內(nèi)部電池工作選項(xiàng)。2瓦的QCL使用四個(gè)CR123A電池運(yùn)行時(shí)間大于30分鐘，對于更低功率的QCL運(yùn)行時(shí)間更長。
平均功率 | > 2.5W at 4.6 μm, > 2.0 W at 4.0 μm, >1.5 W at 3.8 μm, > 1.2 W at 7.2 μm > 1.5 W at 9.3 μm |
工作模式 | 準(zhǔn)連續(xù)，高占空比 |
光輸出 | 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格為輸出~200ns到500ns脈沖 |
波長選項(xiàng) | ~3.8 μm, ~4.0 μm, 4.6 μm, 7.1 μm, 8.5 μm, 9.3 μm 其它從3.8到12微米之間的波長也可定制 |
規(guī)格參數(shù)：
OEM高平均功率脈沖激光：1101-XX-QCW--UC-PF
1101-XX-QCW--UC-PF量子級(jí)聯(lián)激光系統(tǒng)是高平均功率紅外脈沖光源，用于OEM應(yīng)用。在4.6微米波長時(shí)平均功率大于2瓦，在4.0微米時(shí)大于1瓦。也可選擇3.8微米到12微米之間的其它波長。該系統(tǒng)是被動(dòng)冷卻系統(tǒng)，用于OEM應(yīng)用集成到客戶的平臺(tái)中時(shí)可以做到真正隔震。系統(tǒng)要一個(gè)外部直流電源就可工作。脈沖成形和功率調(diào)節(jié)電子元件位于PCB板上，與包含QCL和相關(guān)光學(xué)元件的密閉蝶式封裝一起使波長穩(wěn)定，并準(zhǔn)直輸出激光光束。系統(tǒng)無需調(diào)節(jié)，在穩(wěn)定的溫度環(huán)境中可以長期穩(wěn)定地工作。
高功率脈沖激光器系統(tǒng)：1101-XX-HP-XXXX
1101-XX-HP-XXXX量子級(jí)聯(lián)激光器以成套系統(tǒng)出售，包括激光頭和電源，客戶購買后開箱即可使用。該系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)版本由量子級(jí)聯(lián)激光器、準(zhǔn)直透鏡和電子元件組成，可在惡劣環(huán)境中無故障運(yùn)行。輸出中紅外近似準(zhǔn)直光束，光束直徑約為4mm。
對于應(yīng)用，該系統(tǒng)可選一個(gè)卡口擴(kuò)束安裝座，將光束投射到千米之外的距離，如圖所示在激光頭集成了一個(gè)Janos ASIO 50mm F/2.3物鏡?？诎惭b座也可根據(jù)具體要求使用其它透鏡。輸出脈沖時(shí)間是固定的，范圍從50ns到500ns之間。該系統(tǒng)的特點(diǎn)是小于5ns的快速脈沖上升和下降時(shí)間。提供多種內(nèi)外觸發(fā)選項(xiàng)。
三種脈沖版本：
Model 1101-46-HP-1000: 激光頭在室溫下的峰值脈沖輸出功率大于1瓦
Model 1101-46-HP-2000: 激光頭在室溫下的峰值脈沖輸出功率大于2瓦
Model 1101-46-HP-4000: 激光頭在室溫下的峰值脈沖輸出功率大于4瓦
激光頭規(guī)格：
工作 | 激光頭在室溫下脈沖輸出 |
波長 | 4.6 μm (其它至12um波長可選) |
輸出光譜 | 中心波長~4.6um的寬帶光源；光譜線寬~150nm |
脈沖長度 | 50ns到500ns（由客戶選定） |
上升下降時(shí)間 | <5ns |
脈沖重復(fù)率 | 1MHz |
工作模式 | 內(nèi)部觸發(fā) 通過外部脈沖序列同步 |
輸出光束 | 近似準(zhǔn)直光，可選連接外部光束擴(kuò)束鏡頭投射至千米之外 |
輸出光性 | 近衍射限 在全功率運(yùn)行和周期性的溫度循環(huán)條件下，功率不衰減的壽命大于3,000小時(shí) |
周圍溫度 | <45oC |
尺寸 | 寬度13 cm，高度17 cm，深度15 cm |
重量 | 1.9 kg |
電源規(guī)格：
調(diào)制 | 調(diào)制輸入接口位于前面板上，范圍從1kHz到100kHz（3dB帶寬，TTL輸入）。使用電源可以1GHz調(diào)制速率調(diào)制量子級(jí)聯(lián)激光器。 |
保護(hù) | 激光器電源有多重保護(hù)激光器的無故障運(yùn)行 電源有5秒啟動(dòng)延遲時(shí)間 激光器由一個(gè)的開關(guān)啟動(dòng) |
尺寸 | 寬帶28cm，18cm，深度37cm |
重量 | 7.3kg |
電氣輸入 | 110/220 V, 3 A () |
高功率多波長激光器系統(tǒng)：MultiLux?-20-XX--CW-SYST
MULTILUX?-20-40-46-CW-SYST是一套高功率多波長激光系統(tǒng)，在室溫時(shí)發(fā)射連續(xù)波的功率可達(dá)幾個(gè)瓦特，有一個(gè)短紅外波長和兩個(gè)中紅外波長。三個(gè)激光都是共線和準(zhǔn)直的，而且光束質(zhì)量，能夠滿足各種國和國土應(yīng)用的要求。
MULTILUX?-20-40-46-CW有以下幾種配置：
波長~4.6μm，室溫下功率大于2.0W
波長~4.0μm，室溫下功率大于1.5W
波長~2.1μm，室溫下功率大于3.0W
三個(gè)不同波長激光之間的共線性要1毫弧度，耦合在一起的光束質(zhì)量，可以投射到很遠(yuǎn)的距離。可以控制每個(gè)波長的激光，也可以通過脈沖序列來調(diào)制。還可以選擇其它短波長紅外、中波長紅外和長波長紅外的組合。
產(chǎn)品描述
激光頭：
1、 | SWIR短波長紅外激光器 |
| - 光纖激光器 @ 2.0 ± 0.1 μm |
| - 功率輸出：可達(dá)3 W |
| - M2 < 1.5 |
2、 | MWIR中波長紅外激光器1 |
| - ~4.0 ± 0.15 μm量子級(jí)聯(lián)激光器密封封裝，帶熱電冷卻和準(zhǔn)直透鏡 |
| -功率輸出：可達(dá)2&nbs, p;W |
| - M2 < 1.5 |
3、 | MWIR中波長紅外激光器2 |
| - ~4.6 ± 0.15 μm量子級(jí)聯(lián)激光器密封封裝，帶熱電冷卻和準(zhǔn)直透鏡 |
| -功率輸出：可達(dá)1.5 W |
| - M2 < 1.5 |
4、 | 其它波長組合可選 |
5、 | 光束組合元件 |
| - 提供包含三種波長的一束準(zhǔn)直光 |
| - 三個(gè)光束的直徑相同（±10%） |
| - 三個(gè)光束共線對其，不會(huì)從組合光束中分叉開來 |
6、 | 光束擴(kuò)展元件可選配 |
7、 | 空氣冷卻系統(tǒng) |
8、 | 激光器保護(hù)系統(tǒng) |
9、 | 外形尺寸：10" x 10" x 6.5"（近似值） |
10、 | 重量：20磅（近似值） |
控制器：
1、 | 主板帶RS422/485接口，提供需的系統(tǒng)功能和用戶通信；也可選用RS232/485/422 |
2、 | QCL電流驅(qū)動(dòng)器 |
3、 | QCL溫度控制器 |
4、 | 光纖激光器系統(tǒng)電源 |
5、 | 控制兩個(gè)激光器的工作模式；地作為連續(xù)波光源或者通過內(nèi)部、外部或編程的脈沖序列工作（方波脈沖調(diào)制頻率：MWIR：100kHz，3dB rollover point；SWIR：5kHz，3dB rollover point） |
6、 | 架式安裝控制器 |
7、 | 前面板控制或者通過計(jì)算機(jī)界面控制 |
8、 | 連接激光頭和控制器的電源線長度可達(dá)15英尺 |
9、 | 電氣輸入110/220 VAC 50/60Hz or 28 V DC (由客戶確定) |
10、 | 控制器重量：30磅 |
手持式紅外照明量子級(jí)聯(lián)激光器：PoyntIR?-XX
產(chǎn)品特點(diǎn)：
1、輸出光可能會(huì)是復(fù)雜的光脈沖序列，序列可定制。
2、智能On/Off按鈕，根據(jù)要求可重新編程。
3、的閉鎖開關(guān)存儲(chǔ)。
4、電池耗盡保護(hù)，以免On/Off按鈕一直保持壓下狀態(tài)。
5、智能交流充電器電池充電過量。
1、規(guī)格都是在室溫下工作。
2、根據(jù)訂購可選其它脈沖序列。
3、9.6 μm波長可選（型號(hào)PoyntIR?-96）。
4、通過可選配的內(nèi)置準(zhǔn)直透鏡可變成真正的準(zhǔn)直光。
5、尺寸和重量可能隨著運(yùn)行時(shí)間增加而減小。
產(chǎn)品參數(shù)：
平均光功率 | > 20 mW for PoyntIR?-46-20 |
工作模式 | 150 ms "pulses" at 2 Hz |
波長 | ~4.6 μm |
發(fā)散度 | 3.0 mrad 垂直 |
尺寸 | 420 mm長，72 mm直徑（近似） |
重量 | ~ 800 g |
充電時(shí)間 | < 3 小時(shí) |
應(yīng)用領(lǐng)域
量子級(jí)聯(lián)激光器系統(tǒng)和氣體探測器的應(yīng)用領(lǐng)域。
1 .御
? IRCM（紅外熱輻射干擾系統(tǒng)）
? 目標(biāo)指示
? 目標(biāo)照射
? 標(biāo)向波
? 遠(yuǎn)距離探測
? 毒氣偵測
? 集裝箱檢查
2 .
? 氣氨檢測（肝腎）
? 葡萄糖檢測
? 呼吸診斷
? 麻醉檢測
? 醫(yī)院空氣質(zhì)量檢測
3 .環(huán)境監(jiān)測
? 空氣檢測和網(wǎng)絡(luò)
? 環(huán)境空氣質(zhì)量
? 農(nóng)業(yè)碳排放監(jiān)測
? 海洋船舶排放監(jiān)測
? 煙囪排放監(jiān)測
? 車輛排放監(jiān)測
4. 工業(yè)檢測
? 天然氣含量監(jiān)測
? 泄露檢測
? 石油化工監(jiān)測
? 制藥工藝質(zhì)量控制
5. 半導(dǎo)體行業(yè)
? 設(shè)備氣體監(jiān)測控制
? 晶圓傳遞
? 原位污質(zhì)監(jiān)測
? 內(nèi)部氣體污染監(jiān)測
杭州譜鐳光電技術(shù)有限公司(HangzhouSPL Photonics Co.,Ltd)是一家的光電類科研儀器代理商，致力于服務(wù)國研院所、高等院校實(shí)驗(yàn)室、企業(yè)研發(fā)部門等。我們代理的產(chǎn)品涉及光電子、激光、光通訊、物理、化學(xué)、材料、、食品、農(nóng)業(yè)和生物等領(lǐng)域，可廣泛應(yīng)用于教學(xué)、科研及產(chǎn)品開發(fā)。
我們主要代理的產(chǎn)品有：微型光纖光譜儀、中紅外光譜儀、積分球及系統(tǒng)、光譜儀附件、飛秒/皮秒光纖激光器、KHz皮秒固體激光器、窄線寬光纖激光器、連續(xù)寬帶激光器、He-Ne激光器、激光器附件及激光測量儀器、光學(xué)元器件、精密機(jī)械位移調(diào)整架、光纖、光學(xué)儀器、光源和太赫茲元器件、大口徑瞬態(tài)（脈沖）激光波前畸變檢測干涉儀（用于流場、波前等分析）、光滑表面缺陷分析儀、大口徑近紅外平行光管、Semrock公司的生物用濾波片以及Meos公司的光學(xué)教學(xué)儀器等。
拉曼激光器，量子級(jí)聯(lián)激光器，微型光譜儀，光機(jī)械，Oceanoptics，Thorlabs 。。。
