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2025-04-07 12:14:56量子級聯激光器: 量子級聯激光器是一種基于量子效應工作的中遠紅外激光器，通過半導體材料中的電子在不同能級間的躍遷來產生激光。其獨特之處在于能夠利用量子阱結構中的子帶躍遷，實現高效的能量轉換和激光輸出。量子級聯激光器具有波長可調諧、輸出功率高、工作溫度范圍寬等優點，在光譜分析、環境監測、醫療診斷、通信等領域有廣泛應用。此外，它還具有體積小、重量輕、易于集成等特點，是現代光電技術中的重要光源之一。

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量子級聯激光器資訊

筱曉光子小科普①——中紅外量子級聯激光器

量子級聯激光器的工作原理與通常的半導體激光器截然不同，它打破了傳統p-n結型半導體激光器的電子-空穴復合受激輻射機制，其發光波長由半導體能隙來決定。

筱曉（上海）光子技術有限公司 637
2022-09-03
中紅外量子級聯激光器
9.68um量子級聯激光器TDLAS測水分子系統 - 筱曉光子實驗分析①

量子級聯激光器(quantum cascade lasers, QCLs)是基于電子在半導體量子阱中導帶子帶間躍遷和聲子輔助共振隧穿原理的新型單極半導體器件。

筱曉（上海）光子技術有限公司 475
2022-11-08
9.68um量子級聯激光器TDLAS測水分子系統 QCL量子級聯激光器
中紅外量子級聯激光器波長測試實驗-筱曉光子實驗小分享②

量子級聯激光器(Quantum Cascade Laser) 是一種能夠發射光譜在中紅外和遠紅外頻段激光的半導體激光器。

筱曉（上海）光子技術有限公司 404
2022-09-11
中紅外量子級聯激光器
7.4um中紅外量子級聯激光器測甲烷濃度——筱曉光子小科普②

波長調制技術的關鍵是激光器的調諧波段的確定以及波長調諧特性，激光器的特性直接可以決定檢測氣體的種類以及檢測系統的精度和應用領域。

筱曉（上海）光子技術有限公司 447
2022-09-04
波長調制技術激光器 7.4um中紅外量子級聯激光器中紅外光電探測器
高功率臺式 4.56um DFB-QCL高功率光源(QCL量子級聯激光器) - 筱曉光子新品速遞⑤

激光準直輸出，通過10cm直通氣體吸收池，然后打到MCT探測器上，探測到的信號接入PREAMP前置放大端，再經過鎖相放大器調制解調，通過DACOUT模擬輸出端輸出二次諧波信號。

筱曉（上海）光子技術有限公司 653
2022-12-07
QCL量子級聯激光器高功率臺式 4.56um DFB-QCL高功率光源

量子級聯激光器文章

量子級聯激光器在痕量氣體分析中的應用實例

 濱松光子學商貿（中國）有限公司 3015
2021-01-18
濱松痕量氣體量子級聯激光

量子級聯激光器產品

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: L12017-1278T-C 量子級聯激光器; 國外亞洲; 面議; 濱松光子學商貿（中國）有限公司
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量子級聯激光器問答

2022-03-03 09:27:26濱松成功開發出頻率可變范圍在0.42~2THz量子級聯激光器模塊: 我們通過分析太赫茲波（※1）的產生原理、提高量子級聯激光器（以下簡稱QCL，Quantum Cascade Laser ※2）輸出功率，同時利用濱松自主的光學設計技術，加上高效的外部諧振器（※3），成功開發出了可在0.42~2太赫茲（下簡稱THz，T為1萬億）范圍內產生任意頻率THz波的QCL模塊。本研究成果實現了僅用一個（QCL）模塊通過切換頻率產生窄帶太赫茲波。通過該項應用，可以提高含有可被太赫茲波吸收的藥物成分、食品和半導體材料的質量評估和無損檢測，以及高分子聚合物材料的識別等的準確性。此外，因為在實現超高速的無線通信中需要利用太赫茲波的特性，我們也期待此模塊作為創新型的核心器件應用在未來超高速無線通信中。本次研究成果已刊登在2月22日（星期二）發表在Optica Publishing Group出版的“Photonics Research（光子學研究）”電子版上。此研究的一部分受總務省“戰略信息和通信研究與發展促進項目(SCOPE)”委托（受理號JP195006001）。※1 太赫茲波：頻率約為1THz的電磁波，具有介于無線電波和光之間的特性。※2 QCL：通過在發光層中使用特殊結構，使之與傳統激光器不同，實現在從中紅外到遠紅外的波長區域輸出高功率的半導體光源。※3 外部諧振器：在半導體激光器外部設置衍射光柵來構成諧振器。太赫茲波研發背景由于待測樣品中所含成分各異，對于易于吸收的太赫茲波的頻率也會有所不同，利用這一特性，此次研究成果有望用于樣品的質量評估、無損分析。此外，由于太赫茲波比高速通信標準“5G”所使用的頻段頻率還要高，因此該產品也有望用于下一代“6G”通信。濱松公司在2018年通過利用獨有的量子結構設計技術，采用反交叉雙重高能態設計（AnticrossDAUTM），開發了太赫茲非線性QCL。此太赫茲非線性QCL可以根據樣品中所含的成分，改變太赫茲波的頻率并進行照射，再根據吸收率來提高分析精度。然而，目前還沒有一種半導體激光光源可以在一個模塊實現頻率的變化。因此，我們一直在研究和開發可改變頻率的QCL模塊。研發成果概要此次研究中，我們分析了QCL中太赫茲波的產生原理，并利用多年來積累的晶體生長技術和半導體工藝技術優化了內部結構。此外，我們還分析了太赫茲波在QCL內部傳播的原理，發現頂面與高阻硅透鏡的連接可以提高太赫茲波的產生效率，將輸出功率提高到以往的5倍以上。結合濱松公司獨有的光學設計技術，并給QCL搭配合適的衍射光柵（※4），形成一個高效的外部諧振器，再通過電控制衍射光柵，使傾斜度發生改變，進而實現可在0.42~2THz范圍內產生任意頻率的太赫茲波的QCL模塊。本次研究結果表明，待測樣品中根據其不同成分，吸收頻率不同的情況下，用一個模塊切換頻率并照射窄帶太赫茲波來檢查每種成分的吸收率，可以提高藥物、食品和半導體材料的質量評估和無損檢測的準確性。此外，它還有望應用于之前不易識別的塑料等高分子聚合物材料的識別。接下去，我們也將繼續深入研究QCL的散熱結構，目標實現THz波穩定連續的工作，期待太赫茲波在觀測宇宙空間的射電天文學等領域、數據傳輸速度達到每秒幾百千兆的超高速大容量短距離無線通發展方向上的應用。今后，我們將利用濱松獨有的微機電系統(MEMS)技術，將QCL模塊縮小到指尖大小。※4衍射光柵:利用不同波長的光衍射角度，對不同波長的光進行分類的光學元件。頻率切換原理從太赫茲非線性QCL發射的中紅外激光束在衍射光柵中進行反射。在這種情況下，通過電控制衍射光柵并改變傾斜度來實現THz波的頻率的切換。主要研究成果1、比以往的太赫茲非線性QCL高出5倍的輸出功率我們分析了太赫茲非線性QCL中太赫茲波在內部傳播的原理，發現其頂面與高電阻硅透鏡的連接可以提高太赫茲波的產生效率。此外，通過利用多年來積累的晶體生長技術和半導體工藝技術優化內部結構，我們將1THz頻段的峰值輸出提高到亞毫瓦水平，是傳統非線性QCL的5倍以上。2、該頻率可調范圍為0.42~2 THz的QCL模塊我們在太赫茲非線性QCL頂面的抗反射膜的材料進行了深入研究，同時通過獨有的光學設計技術，在QCL外部設置了匹配的衍射光柵，構成諧振器，再通過電器控制傾斜度，實現了室溫操作下，最低頻率低至0.42～2THz范圍內產生任意太赫茲波的QCL模塊。QCL模塊的外觀

2018-11-22 09:56:07量子級聯激光器的介紹:

2018-11-13 20:52:13量子級聯激光器的簡介:

2018-12-08 14:10:36量子級聯激光器的工作原理:

2023-05-17 10:34:38【新品】全球首款帶寬高達20 GHz的量子級聯探測器: 量子級聯探測器(quantum cascade detector, QCD)于21世紀初被提出，是新型的光伏型量子阱紅外探測器。其工作原理基于電子吸收光子后在量子阱的子帶間躍遷并且激發態電子形成無需外加偏置電壓的定向輸運。量子級聯探測器通常由兩種禁帶寬度不同的半導體材料交替生長而成，通過能帶將材料的導帶設計成量子阱結構，其探測波長可覆蓋紅外與太赫茲波段。無外加電場時，量子級聯探測器在無光照條件下不會產生電流（無暗電流），僅在有光子入射的情況下，才會輸出光電流。全球首款高速量子級聯探測器P16309-01一直以來全球范圍內有許多科研機構從事QCD的研究和開發，但在產品化的路上沒有實質性突破。濱松公司利用層壓半導體薄膜所產生的量子效應來實現高截止頻率，針對QCD自身靈敏度偏低的問題，憑借多年的量子結構設計技術以及濱松自有的晶體生長技術和半導體工藝技術，成功推出了全球首款高速量子級聯探測器P16309-01，帶寬高達20 GHz，靈敏度高達1 mA/W。圖1 濱松QCD探測器P16309-01示意圖P16309-01產品特點1、室溫工作，無需制冷；2、峰值波長4.65 μm，靈敏度1 mA/W，探測率1.5*109 cm*Hz1/2/W；3、工作時無需外加電壓，即不需要外部電源；4、緊湊小巧（40*13.7*24 mm），內置聚焦透鏡，便于光路調節；5、截止頻率高達20 GHz（-3dB）。圖2 濱松QCD探測器P16309-01實測信號P16309-01應用范圍1、皮秒級超快現象如植物的光合作用、超大規模集成電路產生的電脈沖、激光器產生的超短激光脈沖等，持續時間小于1 μs的現象稱為超快現象。圖3 物質微觀體系中各瞬態現象的時間尺度2、時間拉伸紅外光譜（Time-stretch infrared spectroscopy）當前紅外光譜儀的最高采樣頻率約1 MHz，這速率對于氣體燃燒、蛋白結構變化等過程來講還是不夠快。基于時間拉伸技術設計的超快紅外光譜儀（又稱色散傅里葉變換紅外光譜儀），可以將檢測速率提升至80 MHz。fs級的混合激光脈沖在FACED系統中被延遲伸展為ns級的時間相關光譜，通過樣品后被量子級聯探測器（QCD）探測。圖4 時間拉伸紅外光譜儀的結構及工作示意圖3、自由空間中紅外通信適用于自由空間光通信的窗口包括0.8 μm、1.55 μm近紅外波段以及4.5~5.2 μm、8~12 μm中紅外波段，長波紅外激光所受到的大氣影響較近紅外激光要小，可以增加系統傳輸距離，提高通信系統穩定性。圖5 自由空間中紅外通信示意圖4、外差探測光信號探測分為直接探測和外差探測兩種。直接探測響應的是信號光強信息，但不響應光波的相位信息，僅適用于強度調制檢測。外差探測是一種光頻相干檢測，基于相干的參考光和入射信號光在光敏面上混頻的原理實現。與直接探測相比，外差探測具有良好的濾波性能、良好的空間和偏振鑒別能力，可以響應信號的振幅、頻率和相位信息。圖6 激光外差探測系統示意圖5、其它潛在應用：細胞分選、中紅外光頻梳圖7 左：細胞分選信號探測示意圖右：中紅外光頻梳示意圖QCD探測系統裝置示意圖QCD探測器信號采集和讀取需要配套高速放大器和示波器，對于放大器的要求帶寬不低于26 GHz，示波器的帶寬不低于16 GHz。圖8 QCD探測系統裝置示意圖量子級聯探測器功耗低、發熱量低，可用于制備低能耗的成像芯片陣列。基于以上優點，量子級聯探測器有望成為微光探測、衛星遙感、星地高速激光通信以及高對比度紅外成像等應用極具前景的紅外探測器。有關濱松量子級聯探測器QCD的介紹就到此結束了，如果還有疑問歡迎在評論區留言，工程師在線真人回復。參考文獻：[1] Kawai, A. , Badarla, V. R. , Hashimoto, K. , Imamura, T. , & Ideguchi, T. . (2019). Time-stretch infrared spectroscopy.文章鏈接：https://www.nature.com/articles/s42005-020-00420-3#citeas[2] Dougakiuchi T , Akikusa N . Application of High-Speed Quantum Cascade Detectors for Mid-Infrared, Broadband, High-Resolution Spectroscopy.[J]. Sensors (Basel, Switzerland), 2021, 21(17).文章鏈接：https://www.mdpi.com/1424-8220/21/17/5706