實驗儀器

1、7.4um低功耗臺式DFB-QCL中紅外量子級聯激光器

QCL7400 - 7.4um低功耗臺式DFB-QCL中紅外量子級聯激光器是筱曉2018上半年開發出的低功耗的QCL DFB激光.超過100nm的可調諧范圍，輸出功率大于25mw滿足客戶測試氣體傳感等工業需求。我們的激光器準直輸出輸出功率穩定，溫度波長穩定性高比傳統大功耗的量子級聯激光器的穩定性高出好幾個數量級。為我們中紅外測試的客戶提供了z佳的測試光源。

光譜圖

波長溫度電流調諧曲線

2、5米長光程小型化Mini中紅外空芯光纖氣體吸收池

HC-5-MIR 5米長光程氣體吸收池可應用于光譜分析檢測，堅固，緊湊的氣室采用了中空光纖盤繞，其排列非常簡單。在中空纖維中，探測光束和分析物重疊，從而實現了靈敏的激光吸收光譜，并以Min. 的樣品量進行痕量氣體和同位素分析。

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Min. 化。為了獲得z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jue對值敏感。

三、實驗測試

    本次實驗使用7.4um QCL激光器結合5米光程空芯光纖氣體吸收池測試空氣中的H2O氣體。

系統示意圖

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觸發端

6、 打開激光器和探測器

7、 調節軟件參數，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節電流和溫度的大小對波長進行調諧，使激光器實現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制信號，使激光器輸出頻率得到正弦調制，激光器發出的光經過氣體吸收池，通過探測器進入PREAMP端前置放大電路，再經過鎖相放大器調制解調，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，我們通過調節軟件中的各項參數，同時觀察輸出波形，使輸出波形優。

四、實驗結果

1、二次諧波波形及調制參數如下：

二次諧波

軟件調制參數

2、驗證分析：

通過查詢Hitran數據庫得到在波數為1354cm-1到1356cm-1范圍內的吸收譜線如下：

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

3、實驗結論：

通過測試，我們發現使用這套測試系統分析空氣中的H2O氣體時，二次諧波幅值可達150mV，說明這套測試系統精度很高。

產品清單：

1、7.4um低功耗臺式DFB-QCL中紅外量子級聯激光器

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

2、5米長光程小型化Mini中紅外空芯光纖氣體吸收池

http://www.microphotons。。ｃｎ/?a=cpinfo&id=1094

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