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本文主要介紹TDLAS技術優勢，以及常用于TDLAS分析系統的激光器，和海爾欣相關科研級模塊產品。

中紅外量子級聯激光器（QCL）是一種性能*的新型半導體激光器，隨著QCL的發展，可調諧半導體激光吸收光譜技術（Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy，TDLAS）在痕量氣體分析領域獲得了更廣泛的應用。相較于傳統的非色散紅外光譜分析技術（NDIR），基于TDLAS技術的氣體分析技術具有難以取代的優勢。

   目前市面上的主流氣體分析產品多數采用NDIR技術，其缺點包含：

1. 復雜的采樣和預處理系統使得系統響應速度慢，難以滿足實時響應需求；

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據不具有代表性；
3. 易于發生漂移，降低數據可靠性，且因為需要經常標定，維護成本高。

TDLAS也是一種紅外吸收光譜技術，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技術采用了半導體激光光源，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。其優點如下：

1. 高靈敏度和高選擇性：可調諧半導體激光器的線寬低至10^-4波數(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. 響應快速：脈沖式的可調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進行掃描，在毫秒范圍內能對幾種波長進行掃描；
2. 相同樣氣多組分測量：可調諧激光器的波長覆蓋了大多數氣體的吸收峰，因而可以檢測的氣體種類多,只要更換激光器，同樣的設備可以實現多種氣體監測；
3. 實現連續在線監測：傳統的檢測方法大都需要采樣及預處理過程，難以實現連續在線監測。TDLAS可以實現原位監測，無需任何預處理過程；
4. 實現區域監測：傳統的檢測方法由于單點采樣，數據可能不夠具有代表性，難以滿足區域內的監測要求。TDLAS技術結合開放式光路和長光程設計，可以反映幾百米，甚至幾千米區域內的氣體濃度信息；
5. 遠距離遙感：可調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，可實現遠距離遙感。

常用于TDLAS系統的激光器

TDLAS系統的主要部件為可調諧半導體激光器，以下介紹常見的可調諧半導體激光器及其特性：

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，并能夠通過溫度調諧提供有限的波長調諧（幾個波數）。DFB激光器是目前市面上TDLAS系統中常見的激光器，其輸出線寬小于10MHz，而傳統NDIR紅外光源的線寬則達到數百GHz。

VCSEL（Vertical Cavity Surface Emitting Laser，垂直腔面發射）激光器：優點是線寬較窄（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，研發用于工業領域過程監控和氣體傳感器件，包含激光器，探測器，驅動器，安裝座和信號處理模塊。若您處于開發或研究的初期階段，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激光器（DFB-QCL）為基礎元器件，通過相關的封裝和準直工藝，整合成一整套量子級聯準直激光發射模塊。無論您需要連續輸出，脈沖輸出，定制中心波長，寬調諧，線寬<5 MHz，輸出功率達到百毫瓦級，還是高性價比的工業批量器件，請與我們聯系，我們將幫您選擇3到13 μm及以上的中紅外激光器。我們的激光發射器主要產品為：

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