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中遠(yuǎn)紅外量子級(jí)聯(lián)激光器(QCL)

更新日期:2020-09-15      點(diǎn)擊次數(shù):5358

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

 

 

量子級(jí)聯(lián)激光器能帶結(jié)構(gòu)和工作原理示意圖

 

       由于QCL是集量子工程和先進(jìn)的分子束外延技術(shù)于一體,技術(shù)含量很高,是國(guó)家納米及量子器件核心技術(shù)的真正體現(xiàn),這方面的技術(shù)突破將激活我國(guó)的民用市場(chǎng)。它在空間通信、遠(yuǎn)距離探測(cè)、大氣污染監(jiān)控、工業(yè)煙氣分析、化學(xué)過程監(jiān)測(cè)、分子光譜研究、無損傷醫(yī)學(xué)診斷等方面具有很急迫的應(yīng)用前景。

        自從1994 年di一臺(tái)QCL發(fā)明以后,上各大研究機(jī)構(gòu)開始了該項(xiàng)目的研究,其中具有代表性的包括美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室、美國(guó)哈佛大學(xué)( FedericoCapasso 小組) 、美國(guó)西北大學(xué)( Manijeh Razeghi 小組) 、瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院( Jerome Faist 小組) 。

       當(dāng)QCL的研究發(fā)展到了一定階段,有了實(shí)際的應(yīng)用空間,便開始了商業(yè)化的進(jìn)程,目前主要的商業(yè)公司包括Alpes Lasers、Daylight Solutions、Pranalytica等。其中,Alpes Lasers占據(jù)85%的QCL*。

       我國(guó)中遠(yuǎn)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(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)和信息研究所張永剛、李愛珍課題組以及中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所的劉峰奇、王占國(guó)課題組。后中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)和信息研究所于1998 年報(bào)道了國(guó)內(nèi)di一個(gè)QCL,并與2004 年報(bào)道了我國(guó)di一個(gè)中紅外分布反饋QCL。

        此外山西大學(xué)、吉林大學(xué)、重慶大學(xué)、中科院光電技術(shù)研究所、華北光電技術(shù)研究院等的20多個(gè)課題組都對(duì)QCL進(jìn)行了研究或研制器件。

       而國(guó)內(nèi)QCL商品實(shí)用化方面,暫時(shí)無一家生產(chǎn)商能夠完成從芯片到封裝、再到整機(jī)的全部自主研發(fā)設(shè)計(jì),芯片全部由國(guó)外進(jìn)口,但是不乏一些封裝集成供應(yīng)商,例如海爾欣光電,可以提供從QCL光源、MCT探測(cè)器等模塊組件,再到激光氣體分析系統(tǒng)的全套解決方案。

 

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