產品特點
nanoplus是一家提供2800nm-6500nm之間任意中心波長的帶間級聯激光器(Interband Cascade Lasers,簡稱ICL激光器)的廠家。ICL激光器是在中紅外波段的一個創新性產品,開辟了TDLAS在中紅外領域的全新應用。
ICL激光器在中紅外波段尤其是3~6 μm區域DFB激光器和QCL存在的不足。在這個波長范圍內,大部分氣體都有其的吸收線,吸收強度比其它紅外區域高出幾個數量級,比如CH4, HCl, CH2O, HBr, CO, CO2, NO和 H2O等。
使用痕量氣體的吸收線有助于:提高檢測速度、降低噪聲、小型化設備。
nanoplus ICL激光器是2012年棱鏡獎得主:
nanoplus DFB-ICL帶間級聯激光器在2012年獲得由國際光學工程學會(SPIE)和Photonice Media共同評選出來的棱鏡光子學創新獎(Prism Award),并于2012年1月底在舊金山舉行頒獎典禮。ICL激光器覆蓋從2800nm到6500nm整個波長范圍,許多突出的氣體種類在這個范圍具有它們的吸收特征,開辟了此波段的可調諧二極管激光光譜學的研究和應用。
技術參數
ICL激光器的參數特性與近紅外DFB激光器參數非常相似。如下圖所示,46xx nm和52xx nm波長范圍內器件的典型特性參數,可見ICL激光器在20℃的工作溫度下,在輸出功率典型值為5mW的情況下,電路功耗閾值只有150mW,具有非常低的功耗。
以5262.9nm ICL激光器作為例子:
電子光學特性 (T = 25 °C) | 符號 | 單位 | 最小 | 標準 | |
中心波長 | λ | nm | 5262 | 5263 | 5264 |
閾值電流 | Ith | mA | 50 | ||
溫度調諧系數 | CT | nm / K | 0.2 | ||
電流調諧系數 | CI | nm / mA | 0.3 | ||
慢軸 (FWHM) | degrees | 35 | |||
快軸 (FWHM) | degrees | 55 | |||
存儲溫度 | TS | °C | + 20 | ||
操作溫度 | Tc | °C | + 25 |
ICL發展歷程
ICL激光器的發展歷程:
1994 年美國加利福尼亞技術研究所噴氣推進實驗室的Rui.Q.Yang首先提出了第二型帶間級聯激光器(ICL)的概念。破隙型的InAs/AlSb/GaSb 超晶格具有較大的導帶不連續,能提供非常好的自由載流子限制,而且GaSb、InAs及AlSb 的晶格常數非常接近,有利于生長高質量材料,因此它很適合做第二型ICL 的材料。
第二型ICL的概念提出以后,理論預測它能夠在室溫下以連續波(CW) 模式激射,且具有高的輸出功率和低的閾值電流密度。許多研究機構對第二型ICL進行了大量的研究,其中包括休斯敦大學真空外延中心、美國實驗室、美國實驗室和加利福尼亞技術研究所噴氣推進力實驗室等。直到2012年,個商業化ICL激光器獲得成功,由德國nanoplus公司聯合維爾茨堡大學等研究機構成功研制,已經成功推出了3~6μm 波長范圍的ICL激光器,在這個波長范圍內,具有非常多高靈敏度的氣體吸收線,比如CH4, HCl, CH2O, HBr, CO, CO2, NO和 H2O等,將會給激光氣體分析應用帶來全新的應用。
閾值功率密度是衡量激發激光需要消耗能量大小的指標,閾值功率密度越高,意味著同樣的光輸出功率需要輸入越高的電流,消耗越高的能量,并產生越多的熱量。黑色代表VCSEL、DFB激光器,在2~3.5μm閾值功率密度越來越高,綠色和藍色代表ICL激光器,在3~7μm閾值功率密度越來越高,紅色代表QCL激光器,閾值功率密度相比VCSEL、DFB、ICL都要高,尤其是在4μm以內變得特別高。從上圖可以看出,VCSEL激光器、DFB激光器在3微米以內具有較低的閾值功率密度,ICL激光器在3~6μm具有較低的閾值功率密度,QCL均具有較高的閾值功率密度。