實驗儀器

1、7.4um低功耗臺式DFB-QCL中紅外量子級聯(lián)激光器

QCL7400 - 7.4um低功耗臺式DFB-QCL中紅外量子級聯(lián)激光器是筱曉2018上半年開發(fā)出的低功耗的QCL DFB激光.超過100nm的可調(diào)諧范圍，輸出功率大于25mw滿足客戶測試氣體傳感等工業(yè)需求。

我們的激光器準直輸出輸出功率穩(wěn)定，溫度波長穩(wěn)定性高比傳統(tǒng)大功耗的量子級聯(lián)激光器的穩(wěn)定性高出好幾個數(shù)量級。為我們中紅外測試的客戶提供了最佳的測試光源。

光譜圖

2、中空光纖式氣體吸收池

HC-5-FC-SMA中空光纖式氣體吸收池包括光學窗口、光纖端口和氣體端口。通過其中兩個模塊，您可以將中空光纖轉化為臺式氣體吸收池，用于吸收光譜或基準波長應用，只需更換不同路徑長度的光纖即可。

3、2-15um碲鎘汞（MCT）中紅外光電探測器，帶放大，帶TEC

MCT-15-4TE放大探測器是一種熱電冷卻光電導HgCdTe(碲鎘汞，MCT)探測器。這種材料對2.0到15 μm的中紅外光譜波段光波敏感。半導體制冷片(TEC)采用一個熱敏電阻反饋電路對探測器元件的溫度控制在-30 °C，從而將熱變化對輸出信號的影響最小化。為了獲得最佳效果，我們推薦將輸出電纜(不附帶)與一個50歐姆的終端連接。由于探測器是AC偶合的，因此它需要一個脈沖或斬波輸入信號。 交流耦合探測器不會看到未斬波的直流信號，因為它們對只對強度變化而不是強度的絕對值敏感。三、實驗測試    本次實驗使用7.4um QCL激光器結合空心光纖氣體吸收池測試空氣中的H2O氣體。

系統(tǒng)示意圖

操作步驟：

1、安裝7.4umQCL激光器，準直輸出到空芯光纖氣室的一端

2、空芯光纖氣室的另一端接入MCT探測器

3、用BNC轉SMA線連接探測器和7.4um QCL激光器的PREAMP前置放大端

4、 用一根BNC-BNC線連接示波器和7.4um QCL激光器的DACOUT模擬輸出端

5、 用一根BNC-BNC線連接示波器和7.4um QCL激光器的TRIG OUT觸發(fā)端

6、 打開激光器和探測器

7、 調(diào)節(jié)軟件參數(shù)，在示波器上觀察二次諧波信號波形、幅值等信息

過程分析：

利用電腦端的控制軟件調(diào)節(jié)電流和溫度的大小對波長進行調(diào)諧，使激光器實現(xiàn)一定波長范圍的掃描，使輸出波長覆蓋氣體的吸收峰，鎖相放大器提供高頻正弦調(diào)制信號，使激光器輸出頻率得到正弦調(diào)制，激光器發(fā)出的光經(jīng)過氣體吸收池，通過探測器進入PREAMP端前置放大電路，再經(jīng)過鎖相放大器調(diào)制解調(diào)，通過DAC OUT 模擬輸出端到示波器通道2，顯示二次諧波的信號。整個過程中，我們通過調(diào)節(jié)軟件中的各項參數(shù)，同時觀察輸出波形，使輸出波形優(yōu)。

四、實驗結果

1、二次諧波波形及調(diào)制參數(shù)如下：

2、驗證分析：通過查詢Hitran數(shù)據(jù)庫得到在波數(shù)為1354cm-1到1356cm-1范圍內(nèi)的吸收譜線如下：

吸收峰波長約為7.381um，通過對比二次諧波幅值信息，與數(shù)據(jù)庫相符合，由此驗證是H2O氣體。

3、實驗結論：通過測試，我們發(fā)現(xiàn)使用這套測試系統(tǒng)分析空氣中的H2O氣體時，二次諧波幅值可達872mV，說明這套測試系統(tǒng)精度很高。 

產(chǎn)品清單：

1、7.4um低功耗臺式DFB-QCL中紅外量子級聯(lián)激光器

http://www.microphotons。。ｃｎ/?a=cp3&id=120

2、中空光纖式氣體吸收池

http://www.microphotons。。ｃｎ/?a=cp3&id=575

3、2-15um碲鎘汞（MCT）中紅外光電探測器，帶放大，帶TEC

http://www.microphotons。。ｃｎ/?a=cp3&id=418