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中遠紅外量子級聯激光器(QCL)

點擊次數:764 發布時間:2020-09-15

       *,QCL屬于新一代半導體激光器,它的特性不同于傳統半導體激光器。用中科院半導體所劉峰奇研究員的“兩層含義”解釋,應該更加形象。

 

 

量子級聯激光器能帶結構和工作原理示意圖

 

       由于QCL是集量子工程和先進的分子束外延技術于一體,技術含量很高,是國家納米及量子器件核心技術的真正體現,這方面的技術突破將激活我國的民用市場。它在空間通信、遠距離探測、大氣污染監控、工業煙氣分析、化學過程監測、分子光譜研究、無損傷醫學診斷等方面具有很急迫的應用前景。

        自從1994 年di一臺QCL發明以后,上各大研究機構開始了該項目的研究,其中具有代表性的包括美國貝爾實驗室、美國哈佛大學( FedericoCapasso 小組) 、美國西北大學( Manijeh Razeghi 小組) 、瑞士蘇黎世聯邦理工學院( Jerome Faist 小組) 。

       當QCL的研究發展到了一定階段,有了實際的應用空間,便開始了商業化的進程,目前主要的商業公司包括Alpes Lasers、Daylight Solutions、Pranalytica等。其中,Alpes Lasers占據85%的QCL市場份額。

       我國中遠紅外QCL的研究工作幾乎和同步,開始于1995 年,主要的研究小組是中國科學院上海微系統和信息研究所張永剛、李愛珍課題組以及中國科學院半導體研究所的劉峰奇、王占國課題組。后中國科學院上海微系統和信息研究所于1998 年報道了國內di一個QCL,并與2004 年報道了我國di一個中紅外分布反饋QCL。

        此外山西大學、吉林大學、重慶大學、中科院光電技術研究所、華北光電技術研究院等的20多個課題組都對QCL進行了研究或研制器件。

       而國內QCL商品實用化方面,暫時無一家生產商能夠完成從芯片到封裝、再到整機的全部自主研發設計,芯片全部由國外進口,但是不乏一些封裝集成供應商,例如海爾欣光電,可以提供從QCL光源、MCT探測器等模塊組件,再到激光氣體分析系統的全套解決方案。

 

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