背景介紹
氣體檢測分子吸收
絕大多數(shù)氣態(tài)化學物質(zhì)在中紅外光譜區(qū)（≈2-25µm）都顯示出基本的振動吸收帶，這些基本帶對光的吸收提供了一種幾乎通用的檢測手段。光學技術(shù)的主要特征是對痕量氣體的非侵入式原位檢測能力。我們將主要討論連續(xù)波中紅外激光光譜以及中紅外光譜激光應(yīng)用。目前中紅外激光在定量痕量氣體檢測中的應(yīng)用必將代替近紅外成為下一代高精度的選擇。進入21世紀環(huán)境問題日益突出，各國政府都在在努力減少溫室氣體排放。二氧化碳（CO2）通常被稱為溫室氣體，但其他使環(huán)境惡化的氣體還包括二氧化硫（SO2）和二氧化氮（NO2）。此外，在氣體泄漏檢測和爆炸性氣體的集中監(jiān)控是預(yù)防災(zāi)難中我們激光法可以采取有效報警措施從而可以避免風險于災(zāi)難之前。
激光吸收光譜法是檢測微量氣體的方法之一。它使用分布式反饋激光二極管（DFB-LD）檢測某種氣體，該二極管具有特定于該氣體的光吸收波長。由于氣體的光吸收在長波長區(qū)域變強，因此超過2000nm的近紅外至中紅外DFB-LD已經(jīng)用于氣體檢測。DFB-LD的光譜表征非常重要，因為該方法的測量能力受DFB-LD的邊模抑制比（SMSR）性能的很大影響。適用的模型是可以測量近紅外和/或中紅外光的光譜分析儀。它們提供的動態(tài)范圍足夠?qū)挘梢詼y量傳統(tǒng)分光鏡無法觀察到的50dB或更高的DFB-LD SMSR，這里我們不做贅述，下一期我們會專門討論。
圖1
空間通訊
中紅外激光可以在大氣中遠距離傳輸。中紅外還包含兩個主要的大氣傳輸窗口（3-5µm和8-12µm區(qū)域），其中大氣中主要成分的吸收非常低，如圖2所示?？梢赃h距離傳播，從而在國防和自由空間通信2中有多種應(yīng)用。
| Gas | CH4 | CO2 | CO | NO2 | NO | SO2 | ||
| Wavelenght(µm) | 7.657 | 4.232 | 4.602 | 6.238 | 7.576 | 5.271 | 7.273 | 8.681 |
| Gas | H2S | N2O | H2CO | NH3 | SF6 | |||
| Wavelenght(µm) | 7.734 | 4.47 | 7.782 | 5.727 | 8.006 | 8.569 | 6.15 | 10.6 |
我們擁有中紅外半導(dǎo)體分析測試評估能力
光譜分析測試
光束質(zhì)量分析（5.26um DFB-QCL激光器在25℃）：
測試相機Pixel size=5μm，高斯擬合光斑直徑為320μm。
| 工作波長 (nm) | 氣體類型 | 應(yīng)用領(lǐng)域 | 供應(yīng)能力 |
| 1814, 2270, 2670, 3420 | Nitrogen oxides (NOX) | Environment, Health | 1814/2270nm量產(chǎn) 2670,3420nm小批量驗證 |
| 1877, 2682 | Water vapor (H2O) | Environment, Automotive, Process control | 1877, 2682nm量產(chǎn) |
| 2004, 2770 | Carbon dioxide (CO2) | Environment, Automotive, Process control, Health | 2004nm量產(chǎn) 2770nm暫無 |
| 2330, 2327 | Carbon monoxide (CO) | Environment, Health, Process control, Safety | 2330, 2327nm量產(chǎn) |
| 3030 | Acetylene (C2H2) | Health, Process control, Safety | 3030nm小批量供貨 |
| 3270 | Methane (CH4) | Environment, Health, Process control, Safety | 3270nm小批量供貨 |
| 3560 | Formaldehyde (CH2O) | Environment, Safety | 3560nm小批量供貨 |
典型光譜圖
筱曉光子可以提供用于高功率空間通訊的激光器（3-5um,8-12um）
| 通訊波段QCL波長 | 4.0um | 4.6um | 9.0um | 10.56um |
| 最輸出功率 | 300mw | 500mw | 500mw | 500mw |
展望LWIR波段
參考文獻：
1、J. Hecht, “Photonic Frontiers: Laser countermeasures: scaling down mid-IR laser countermeasures for smaller aircraft”, Laser focus world, 2014.
2、N. S. Prasad, “Optical communications in the mid-wave IR spectral band”. In: Free-space laser communications. Optical and fiber communications reports, 2005, vol 2, p. 347-391.
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