nanoplus 2800-6500nm ICL激光器

nanoplus是唯一一家提供2800nm-6500nm之间任意中心波长的带间级联激光器(Interband Cascade Lasers,简称ICL激光器)的厂家。ICL激光器是在中红外波段的一个创新性产品,开辟了TDLAS在中红外领域的全新应用。

ICL激光器在中红外波段尤其是3~6 μm区域填补了DFB激光器和QCL存在的不足。在这个波长范围内,大部分气体都有其最强的吸收线,吸收强度比其它红外区域高出几个数量级,比如CH4, HCl, CH2O, HBr, CO, CO2, NO和 H2O等。

产品特点

nanoplus是唯一一家提供2800nm-6500nm之间任意中心波长的带间级联激光器(Interband Cascade Lasers,简称ICL激光器)的厂家。ICL激光器是在中红外波段的一个创新性产品,开辟了TDLAS在中红外领域的全新应用。

ICL激光器在中红外波段尤其是3~6 μm区域填补了DFB激光器和QCL存在的不足。在这个波长范围内,大部分气体都有其最强的吸收线,吸收强度比其它红外区域高出几个数量级,比如CH4, HCl, CH2O, HBr, CO, CO2, NO和 H2O等。

使用痕量气体的最强吸收线有助于:提高检测速度、降低噪声、小型化设备。

nanoplus ICL激光器是2012年棱镜奖得主:

nanoplus DFB-ICL带间级联激光器在2012年获得由国际光学工程学会(SPIE)和Photonice Media共同评选出来的棱镜光子学创新奖(Prism Award),并于2012年1月底在旧金山举行颁奖典礼。ICL激光器覆盖从2800nm到6500nm整个波长范围,许多突出的气体种类在这个范围具有它们最强的吸收特征,开辟了此波段的可调谐二极管激光光谱学的研究和应用。

技术参数

ICL激光器的参数特性与近红外DFB激光器参数非常相似。如下图所示,46xx nm和52xx nm波长范围内器件的典型特性参数,可见ICL激光器在20℃的工作温度下,在输出功率典型值为5mW的情况下,电路功耗阈值只有150mW,具有非常低的功耗。

以5262.9nm ICL激光器作为例子:

电子光学特性 (T = 25 °C) 符号 单位 最小 标准 最大
中心波长 λ nm 5262 5263 5264
阈值电流 Ith mA 50
温度调谐系数 CT nm / K 0.2
电流调谐系数 CI nm / mA 0.3
慢轴 (FWHM) degrees 35
快轴 (FWHM) degrees 55
存储温度 TS °C + 20
操作温度 Tc °C + 25

ICL发展历程

ICL激光器的发展历程:

1994 年美国加利福尼亚技术研究所喷气推进实验室的Rui.Q.Yang首先提出了第二型带间级联激光器(ICL)的概念。破隙型的InAs/AlSb/GaSb 超晶格具有较大的导带不连续,能提供非常好的自由载流子限制,而且GaSb、InAs及AlSb 的晶格常数非常接近,有利于生长高质量材料,因此它很适合做第二型ICL 的材料。

第二型ICL的概念提出以后,理论预测它能够在室温下以连续波(CW) 模式激射,且具有高的输出功率和低的阈值电流密度。许多研究机构对第二型ICL进行了大量的研究,其中包括休斯敦大学真空外延中心、美国海军实验室、美国陆军实验室和加利福尼亚技术研究所喷气推进力实验室等。直到2012年,第一个商业化ICL激光器获得成功,由德国nanoplus公司联合维尔茨堡大学等研究机构成功研制,已经成功推出了3~6μm 波长范围的ICL激光器,在这个波长范围内,具有非常多高灵敏度的气体吸收线,比如CH4, HCl, CH2O, HBr, CO, CO2, NO和 H2O等,将会给激光气体分析应用带来全新的应用。

阈值功率密度是衡量激发激光需要消耗能量大小的指标,阈值功率密度越高,意味着同样的光输出功率需要输入越高的电流,消耗越高的能量,并产生越多的热量。黑色代表VCSEL、DFB激光器,在2~3.5μm阈值功率密度越来越高,绿色和蓝色代表ICL激光器,在3~7μm阈值功率密度越来越高,红色代表QCL激光器,阈值功率密度相比VCSEL、DFB、ICL都要高,尤其是在4μm以内变得特别高。从上图可以看出,VCSEL激光器、DFB激光器在3微米以内具有较低的阈值功率密度,ICL激光器在3~6μm具有较低的阈值功率密度,QCL均具有较高的阈值功率密度。