中红外激光器：谱写激光器新篇章（上）

01 引言

在科技的浩瀚星空中，中红外技术犹如一颗璀璨的新星，正逐渐揭开其神秘的面纱。本期托托科普，我们将带您走进中红外技术的世界，探索其背后的科学原理与应用前景。

02什么是中红外？

很多人对中红外光谱区域及中红外应用仍然不熟悉，因为在这个波长范围内只有很少的激光器可供商用。其实，同可见光一样，中红外光的本质也是电磁波的一种，其波段坐落于2 μm - 12 μm之间（图1），是红外线的一个特定波段，具有独特的物理特性和广泛的应用领域。

图1 UV-VIS-IR-THz波段划分

03 QCL量子级联激光器

量子级联中红外激光器，通过结合量子化和量子隧穿机理将多个量子阱结构串联，电子从高能级跃迁到低能级过程中并不发生损耗，还可进入到下一个进程中再次发光（图2）。这种级联过程能使这些电子反复循环以至产生中红外激光。此外该类激光器的输出波长由子带间的能量差决定，与材料的禁带宽度无关。因此，可以通过改变量子阱的厚度及数量实现大范围中红外波段激光的输出，集成的量子级联半导体激光器重量轻、体积小、易于携带，因此得到广泛应用。

图2 量子级联半导体能带结构示意图

04 托托科技中红外激光器

随着量子级联激光器技术的逐步成熟和稳定，高品质、免维护且具备高性价比的中红外光源成为可能。托托科技推出了标准化的QCL中红外激光器模组，支持一键式操作，具有性能稳定、功率高、使用便捷、体积小巧等优势。该产品为单波长激光模组，可选配波长为4 μm - 10 μm中的波段，激光功率默认50 mW，可选择定制更高功率版本，中红外激光准直输出，光束发散角小于6 mrad，支持内部频率调制。

图3 托托科技的中红外激光器设备

如图3所示，中红外激光器模组由激光器模块和控制盒两部分构成，其中激光模块中内置与中红外激光准直共线的指引光，以便指引中红外激光的照射位置，极大简化了中红外激光的光路调试过程；控制器内包含激光驱动器及温度控制器，可通过USB控制端与电脑程序相适配。

中红外激光器技术指标

中红外激光器可提供波长范围覆盖4 um到12 um间的激光。

支持选择宽带发射的法布里-珀罗(FP)激光或单波长输出的分布反馈式(DFB)激光，FP激光具有宽带发射特性，非常适合于医学成像、光电探测及红外光谱光源等;DFB激光，其具有明确的发射中心波长，非常适合于气体分析，光通讯等领域。

同时提供中红外合束方案来满足客户对不同波段中红外光的使用需求。

a.每个激光器都有不同的光学属性，如需特定波长激光器和输出功率可与托托科技联系。

b.如需其它波长及功率激光器可联系托托科技。

此外，为满足用户同时对多波段中红外激光器的使用需求，托托科技可提供多波段中红外激光器合束模组（如4 μm、6 μm、8 μm、10 μm合束模组），波长范围覆盖4 μm - 10 μm，激光输出功率默认50 mW，内部采用空间光合束方案，不同波长中红外激光束将沿相同方向并重叠在一起从相同的出光口输出，搭配上位机控制软件，可实现不同波段中红外激光快速切换，特别是在显微环境下，这样的设计可以避免重新调节光路，节省时间和精力。

05 结语

通过本期托托科普的介绍，相信您已经对中红外技术有了更深入的了解，也对QCL量子级联激光器和托托科技的自主研发成果产生了浓厚的兴趣。中红外技术的快速发展，不仅为现代科技领域注入了新的活力，也为我们的生活带来了更多的便利和可能性。托托科技将继续致力于中红外技术的研发与创新，为人类社会的进步贡献更多的力量。让我们共同期待中红外技术在未来能够绽放出更加耀眼的光芒！以上就是本期关于中红外激光的全部内容，下期将更多有关中红外激光器的介绍，敬请期待。