近紅外至中紅外可調諧激光器選型方案
本文旨在討論在選用近紅外至中紅外光源時一些注意事項和方案建議。
不同光譜範圍定義(yi)
通常而言，人們(men) 談起紅外光源，指的是真空波長大於(yu) ~ 700–800 nm（可見波長範圍的上限）的光。
該描述中沒有明確定義(yi) 具體(ti) 波長下限是因為(wei) 人眼對於(yu) 對於(yu) 紅外感是緩慢降低，而非斷崖式截止。
比如人眼響應度例如 在 700 nm 處已經非常低，但是如果光足夠強，人眼甚至可以看到波長超過 750 nm 的某些激光二極管發出的光，這也使得紅外激光存在安全風險--即使人眼感覺不是很亮，其實際功率卻可能已經很高。
同樣，和紅外光源下限範圍（700nm~800nm)一樣，紅外光源的上限定義(yi) 範圍也不確定，通常理解而言，大約為(wei) 1mm
以下是一些關(guan) 於(yu) 紅外波段的常用定義(yi) :
近紅外光譜區域（也稱 IR-A），範圍~ 750 至 1400 nm
在這個(ge) 波長區域發射的激光很容易噪聲人眼安全問題，因為(wei) 人眼聚焦功能兼容近紅外和可見光範圍，使得近紅外波段光源可以以相同的方式傳(chuan) 輸並聚焦到敏感的視網膜，但是近紅外波段光並不會(hui) 觸發保護性眨眼反射。 導致人眼因為(wei) 感知不敏感而使得視網膜承受過大能量損壞，所以在這個(ge) 波段使用光源要充分注意中用眼保護。
短波長紅外線（SWIR、IR-B）範圍從(cong) 1.4 到 3 μm。
這個(ge) 區域對眼睛來說相對安全，因為(wei) 這種光在到達視網膜之前就被眼睛吸收了。
例如，用於(yu) 光纖通信的摻鉺光纖放大器就在該區域運行。
中波紅外 (MWIR) 範圍為(wei) 3 至 8 μm。
大氣在該地區的部分地區表現出強烈的吸收作用； 有許多大氣氣體(ti) 在這個(ge) 波段會(hui) 出現就吸收譜線，例如 二氧化碳 (CO(2)) 和水蒸氣 (H(2)O)。
也因為(wei) 許多氣體(ti) 在這個(ge) 波段表現出表現出很強的吸收特性，這使得該光譜區域很多用於(yu) 對於(yu) 大氣中氣體(ti) 檢測。
長波紅外 (LWIR) 範圍為(wei) 8 至 15 μm。
其次是遠紅外 (FIR)，範圍從(cong) 15 μm 到 1 mm（但也有定義(yi) 從(cong) 50μm開始，見ISO 20473）。
該光譜區域主要用於(yu) 熱成像。
本文旨在討論在選用近紅外至中紅外光源寬帶可調波長激光器，它們(men) 可能包含上述中的短波長紅外線（SWIR、IR-B ，範圍從(cong) 1.4 到 3 μm ）和部分中波紅外 (MWIR，範圍為(wei) 3 至 8 μm）
典型国产成人在线观看免费网站
這個(ge) 波段的個(ge) 光源的典型国产成人在线观看免费网站是在微量氣體(ti) 的激光吸收光譜中的識別（例如醫學診斷和環境監測中的遙感）。在這裏，人們(men) 利用中紅外光譜區許多分子的強烈和特征吸收帶（作為(wei) “分子指紋”），進行分析。雖然人們(men) 也可以通過近紅外區的泛吸收線來研究其中一些分子，因為(wei) 近紅外激光源更容易製備，但使用中紅外區域中強大的基本吸收線具有更高的靈敏度是有優(you) 勢的。
在中紅外成像中，這個(ge) 波段的個(ge) 光源也有国产成人在线观看免费网站，其中人們(men) 通常利用的是中紅外光能更深入材料且散射較少的優(you) 勢。例如在對應的高光譜成像国产成人在线观看免费网站中，近紅外至中紅外可以為(wei) 每個(ge) 像素（或體(ti) 素）提供光譜信息。
由於(yu) 中紅外激光源（例如光纖激光器）的不斷發展，非金屬激光材料加工的国产成人在线观看免费网站也變得越來越實用。通常，人們(men) 利用某些材料對紅外光的強烈吸收，例如聚合物薄膜，選擇性地去除材料。
一個(ge) 典型的案例是用於(yu) 電子和光電子器件電極的氧化銦錫（ITO）透明導電膜需要通過選擇性激光燒蝕進行結構化。另一個(ge) 例子是光纖上塗層的精確剝離。此類国产成人在线观看免费网站中在該波段所需功率水平通常遠低於(yu) 激光切割等国产成人在线观看免费网站所需的功率水平。
近紅外至中紅外光源還被軍(jun) 方用於(yu) 針對熱導導導彈的定向紅外對策。除了較高的輸出功率適合致盲紅外相機外，還需要在大氣傳(chuan) 輸波段（約3-4μm和8-13μm附近）內(nei) 具有廣泛的光譜覆蓋，以防止簡單的缺口濾光片保護紅外探測器。
上述的大氣傳(chuan) 輸窗口也可以用於(yu) 通過定向光束進行自由空間光通信，量子級聯激光器很多用於(yu) 此類国产成人在线观看免费网站
在某些情況下，中紅外超短脈衝(chong) 是必需的，例如，人們(men) 可以在激光光譜學中使用中紅外頻率梳，或利用超短脈衝(chong) 的高峰值強度進行激光。這可以通過鎖模激光器來生成。
特別的是，對於(yu) 近紅外至中紅外的光源，一些国产成人在线观看免费网站對於(yu) 掃描波長或者波長可調有著特別需求，而近紅外至中紅外波長可調諧激光器在這些国产成人在线观看免费网站中也扮演著ji其重要的角色
例如在光譜學中，中紅外可調諧激光在無論是氣體(ti) 傳(chuan) 感、環境監測還是化學分析中，中紅外可調諧激光器都是必不可少的工具。科學家們(men) 通過調整激光的波長，將其精確地定位在中紅外範圍內(nei) ，以此探測特定的分子吸收線。這樣一來，他們(men) 可以獲得有關(guan) 物質組成和性質的詳細信息，如同破解了一本藏滿秘密的密碼書(shu) 。
在醫學成像領域，中紅外可調諧激光器也發揮著重要作用。它們(men) 被廣泛国产成人在线观看免费网站於(yu) 非侵入性診斷和成像技術中。通過精確調諧激光的波長，中紅外光線可以穿透生物組織，帶來高分辨率的圖像。這對於(yu) 檢測和診斷疾病以及異常情況具有重要意義(yi) ，猶如一道窺探人體(ti) 內(nei) 部秘密的神奇之光。
國防和安全領域同樣離不開中紅外可調諧激光器的国产成人在线观看免费网站。在紅外對抗中，尤其是針對熱追蹤導彈的對抗中，這些激光器發揮著關(guan) 鍵作用。例如，定向紅外對抗係統(DIRCM)就能保護飛機免受導彈的追蹤與(yu) 攻擊。通過快速調整激光的波長，這些係統可以幹擾來襲導彈的製導係統，瞬間扭轉戰局，宛如一把守護天空的神劍。
遙感技術是對地球的觀測和監測的重要手段，而其中紅外可調諧激光器扮演著關(guan) 鍵角色。環境監測、大氣研究和地球觀測等領域都依賴於(yu) 這些激光器的国产成人在线观看免费网站。中紅外可調諧激光器使科學家能夠測量大氣中氣體(ti) 的特定吸收線，提供了寶貴的數據，助力氣候研究、汙染監測和天氣預報，猶如一道洞察自然奧秘的魔鏡。
在工業(ye) 環境中，中紅外可調諧激光器被廣泛用於(yu) 精密材料加工。通過將激光調整到某些材料所強烈吸收的波長，它們(men) 實現了選擇性的燒蝕、切割或焊接。這使得電子、半導體(ti) 和微細加工等領域的精確製造成為(wei) 可能。中紅外可調諧激光器如同一把精工打磨的刻刀，讓工業(ye) 界能夠雕琢出精雕細刻的国产欧美在线，顯現出技術的華彩光芒。
近紅外至中紅外可調諧激光器国产欧美在线類型和選型特點
很多技術都可以產(chan) 生近紅外至中紅外激光，例如早期基於(yu) 三元鉛化合物或四元化合物獲得的各種類型的鉛鹽激光器，以及常見的摻雜絕緣體(ti) 體(ti) 激光器，各種光纖激光器，二氧化碳氣體(ti) 激光器等等，這裏著重討論幾種可以可以在近紅外至中紅外大範圍波長可調的激光原理技術和国产欧美在线。
1.光參量振蕩器、放大器和發生器(OPO和OPA）
在非線性頻率轉換係統中，用一個(ge) 近紅外激光器，泵浦光學參量振蕩器 (OPO)、放大器 (OPA) 或發生器 (OPG)，可以生成中紅外光譜區域中的閑頻光
一些例子：
在納秒OPO中紅外激光器中，可以用Q 開關(guan) 激光器作為(wei) 泵浦源。 用於(yu) 此類国产成人在线观看免费网站的常見晶體(ti) 材料有二磷化鋅鍺（ZGP、ZnGeP(2)）、硫化銀镓和硒化物（AgGaS(2)、AgGaSe(2)）、硒化镓 (GaSe) 和硒化鎘 (CdSe)。
由於(yu) 許多這些材料在 1 μm 區域不透明，因此通常必須使用串聯 OPO：di一個(ge) OPO 將 1 μm 激光輻射轉換為(wei) 更長的波長，然後用於(yu) 泵浦實際的中紅外 OPO。
而後者的信號和閑頻都可以在中紅外光譜區。
1064 nm 的鎖模皮秒 Nd:YVO(4) 激光器也可用於(yu) 同步泵浦 OPO 與(yu) LiNbO(3) 晶體(ti) ，允許閑頻光輸出達 4 μm 甚至 4.5 μm，其波長限製主要是優(you) 於(yu) 在長波長處增加閑頻光吸收。所以 基於(yu) 此原理的OPO 通常會(hui) 有一個(ge) 諧振信號。
這樣的設備可以很容易地產(chan) 生具有數十毫焦耳能量的脈衝(chong) 。 輸出波長可在數百納米範圍內(nei) 調諧。
昊量光電可提供以下一些常見的国产欧美在线參數表：
2. CWOPO
相比較於(yu) 一般OPO的脈衝(chong) 激發，進來的CWOPO技術国产欧美在线中提供了基於(yu) 如下框架的中紅外激光器
1) DFB 光纖激光器和放大器
2) DFB 光纖激光器控製
3) OPO 光學部分以及控製
此類国产欧美在线可以提供1435 – 4138 nm (6969-2416 cm-1) 的中紅外範圍內(nei) 提供連續可調的輸出波長，於(yu) 此同時，相比於(yu) 脈衝(chong) OPO，此類国产欧美在线可以提供很you秀的線寬 （<100 MHz ）
這使得此類国产欧美在线在紅外定標，光譜分析等国产成人在线观看免费网站更具優(you) 化的可能
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3.量子級聯激光器
量子級聯激光器是半導體(ti) 激光器領域一個(ge) 相對較新的發展方向。
量子級聯激光器相較於(yu) 早期基於(yu) 帶間躍遷的中紅外半導體(ti) 激光器的不同之處，在於(yu) 它是基於(yu) 子帶間躍遷的工作方式。
這使得量子級聯激光器能夠通過設計半導體(ti) 層結構的細節，讓躍遷的光子能量（及波長）可以在很寬的範圍內(nei) 變化。除此之外，通過外腔器件也能做到覆蓋一些重要的波長調諧範圍（有時超過中心波長的 10%）。
雖然目前需要低溫冷卻才可達到它的zui佳性能，許多量子級聯激光器仍可以做到在室溫下運行，甚至是連續運行。量子級聯激光器也可以用於(yu) 產(chan) 生脈衝(chong) 激光，其脈衝(chong) 時間甚至可以遠低於(yu) 1 ns ，雖然峰值功率相當有限。
對於(yu) 功率而言，雖然通過優(you) 化，其輸出功率可以達到1W，但是該類激光器的輸出功率仍然低於(yu) 常見的紅外激光器。
因為(wei) ，在量子級聯激光器主要国产成人在线观看免费网站於(yu) 光譜學領域中，量級級聯激光僅(jin) 局限於(yu) 聲子能量較低的躍遷。
以下是一些常見參數和類型
CW-DFB激光管20000px-1-58000px-1
脈衝(chong) DFB激光管17500px-1-58750px-1
製冷DFB激光管16125px-1-59250px-1
OPO（光學參量振蕩器）和量子級聯是兩(liang) 種在中紅外激光產(chan) 生中常用的技術，它們(men) 有一些顯著的国产成人在线观看免费网站區別。
OPO（Optical Parametric Oscillator，光學參量振蕩器）：
OPO是一種非線性光學設備，利用非線性光學晶體(ti) 或光纖中的參量過程產(chan) 生新的波長，包括中紅外波段。OPO通過泵浦光源激發參量振蕩，其中振蕩器中的非線性材料將泵浦光分裂成信號光和輔助光。信號光波長可調諧到中紅外範圍，而輔助光則充當泵浦光源的反饋。OPO具有較高的轉換效率和較寬的頻率調諧範圍，因此在中紅外激光研究和国产成人在线观看免费网站中得到廣泛国产成人在线观看免费网站。
国产成人在线观看免费网站區別：
OPO適用於(yu) 需要頻率可調諧性的国产成人在线观看免费网站。通過調整泵浦光的頻率或非線性晶體(ti) 的相位匹配條件，可以在中紅外範圍內(nei) 實現連續可調諧的激光輸出。
OPO可用於(yu) 光譜分析、氣體(ti) 檢測、生物醫學成像等領域，特別適用於(yu) 需要在中紅外波段進行高靈敏度分析或顯微成像的国产成人在线观看免费网站。
量子級聯（Quantum Cascade）：
量子級聯激光器是一種基於(yu) 半導體(ti) 超晶格結構的激光器，通過量子級聯過程產(chan) 生中紅外激光。在量子級聯激光器中，電子在多個(ge) 能帶之間通過逐級躍遷的過程釋放能量，產(chan) 生連續可調諧的中紅外輻射。
国产成人在线观看免费网站區別：
量子級聯激光器具有較高的功率和較窄的光譜線寬，適用於(yu) 高分辨光譜測量、激光雷達、紅外成像等領域。
量子級聯激光器還可以在高溫環境下工作，因此適用於(yu) 需要在惡劣條件下進行中紅外激光国产成人在线观看免费网站的場合，例如工業(ye) 檢測、環境監測等。
綜上所述，OPO主要用於(yu) 頻率可調諧性較高的国产成人在线观看免费网站，而量子級聯激光器則更適用於(yu) 高功率、窄線寬和高溫。
具體(ti) 的參數數值差別對比因国产欧美在线型號和製造商而異，以下是一些常見參數對比的示例：
1.頻率可調諧性：
OPO：可實現連續可調諧的中紅外激光輸出，頻率範圍通常在幾百兆赫茲(zi) 至數千兆赫茲(zi) 或更寬。
量子級聯：頻率調諧範圍相對較窄，通常在幾十兆赫茲(zi) 至數百兆赫茲(zi) 或更窄。
2. 輸出功率和效率：
OPO：輸出功率通常在幾百毫瓦至數瓦級別，轉換效率可達10%以上。
量子級聯：輸出功率通常在幾十毫瓦至幾百毫瓦級別，轉換效率可達20%以上。
3. 光譜線寬：
OPO：光譜線寬較窄，通常在幾千兆赫茲(zi) 至數十兆赫茲(zi) 範圍內(nei) 。
量子級聯：光譜線寬相對較寬，通常在幾十千兆赫茲(zi) 至數百兆赫茲(zi) 範圍內(nei) 。
4. 工作溫度：
OPO：通常需要在較穩定的室溫或接近室溫條件下工作。
量子級聯：可以在較高的工作溫度下工作，通常在室溫以上，甚至可達數十攝氏度。
需要注意的是，這些數值僅(jin) 作為(wei) 一般參考，並不能代表所有商業(ye) 国产欧美在线的具體(ti) 參數。實際的參數取決(jue) 於(yu) 国产欧美在线型號、技術進展以及製造商的設計和性能要求。在選擇具體(ti) 的商業(ye) 国产欧美在线時，zui好參考国产欧美在线規格表和廠商提供的技術文檔以獲取準確的參數信息。
超連續譜光源
有一些基於(yu) 超連續譜生成產(chan) 生的光源，其波段橫跨了中紅外波段的很大一部分。這種光源可以基於(yu) 某些中紅外光纖運作，通過這些光纖發送強烈的光脈衝(chong) ，從(cong) 而產(chan) 強烈的非線性相互作用。
如果需要可調的窄線寬的光，就可以使用可調的濾波器從(cong) 寬譜光中提取出想要的光譜成分。在一些情況下，人們(men) 會(hui) 利用全部的光譜。一個(ge) 例子是光學相幹斷層掃描(OCT)，該過程經常會(hui) 在較短的波段下進行，但中紅外光在此国产成人在线观看免费网站上的優(you) 勢在於(yu) 中紅外光的散射較少，相對較短波段而言，擁有滲透更深層的能力。
目前，商用中紅外 (mid-IR)光源是光學參量振蕩器 (OPO) [1] 和放大器 (OPA) [2]，以及量子級聯激光器 (QCL) [3]。它們(men) 已經取得了非常好的性能，並被證明在許多重要的国产成人在线观看免费网站中很有用。然而，應該注意的是，OPO/OPA 很複雜，易受振動影響，需要經常維護，並且難以擴大功率。QCL 可以覆蓋 ~3.5–12 的顯著發射波段 μm，但它們(men) 發射低輸出功率，每個(ge) 激光器輸出波長的可調諧性有限。這導致需要為(wei) 這些激光源找到新的替代解決(jue) 方案。在這種情況下，高功率中紅外超連續譜發生器顯得非常有趣，主要是由於(yu) 它們(men) 的獨特特性，其中zui重要的是它們(men) 的廣譜跨越數千納米、高光譜功率密度（>1 mW/nm ）與(yu) 傳(chuan) 統激光器相比，它具有更寬的帶寬、更高的空間相幹性、方向性和亮度。
昊量光電提供以下一些常見的中紅外超連續譜国产欧美在线參數：
微型中紅外光源
目前有許多嚐試開發用於(yu) 中紅外国产成人在线观看免费网站的光子集成電路，例如有基於(yu) 矽光子平台進行開發的。無奈的是，在芯片上實現中紅外光源並不容易，這也使得人們(men) 對許多可能的方法開展過研究。一個(ge) 例子是集成光源到其他半導體(ti) 上，盡管這在技術上存在困難，但也有涉及倒裝芯片鍵合技術的例子。另一種可能性是集成黑體(ti) 發射器（→ 熱輻射）或發光材料，隻不過這樣不會(hui) 得到空間相幹輻射。
還有其他基於(yu) 非線性頻率轉換，利用克爾非線性進行四波混頻或受激拉曼散射的方法。並且使用微諧振器，還可以生成頻率梳。
除此之外
以下是一些使用頻率較少的中紅外光源，因国产成人在线观看免费网站不廣，此處不做過多詳細討論
自由電子激光器
倍頻CO₂激光器
總述
基於(yu) 以上，如下給出各種激光器類型對比選型參考：
OPO/OPA | CWOPO | 量子級聯 | 超連續譜技術 | |
波長範圍 | ~5um - 18um | ~1-5 um | ~3.9um-12um | ~1-5 um |
單台覆蓋能力 | SS | SSS | S | S |
窄線寬 | S | SSS | SSS | SS |
功率 | SSS | SSS | SSS | S |
價(jia) 格 | SSS | SS | S | SS |
掃描速度 | S | S | SS | SSS |
国产成人在线观看免费网站備注 | 大範圍 ，高能量，無線寬要求，如泵浦探針光譜和成像 | 窄線寬需求，如紅外定標，光譜學等
| 多台級聯，窄線寬需求，如光譜學等 | 功率要求低,要求較高掃描速度。如OCT等 |
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