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中科院光電技術研究所量子級聯激光器獲突破

[2017/8/30]

    高純氣體中水汽含量是半導體工業生產中的一個重要參數，氣體中殘余水汽含量即使是ppbv (體積的十億分之一)量級也會對產品質量產生影響。氣體在中紅外區域具有更豐富的特征譜線，在該區域對水汽含量進行檢測十分必要。寬調諧范圍、高輸出功率和窄線寬量子級聯激光器的快速發展，推動了該區域紅外光譜檢測技術的發展。
　　
　　光電所團隊首次在中紅外波段采用5.2 um可調諧量子級聯激光器，基于連續光腔衰蕩光譜技術建立了痕量水汽的檢測裝置，并開展了痕量水汽檢測實驗。通過阿倫方差分析系統噪聲水平，確定了光腔衰蕩信號最優平均次數為602 次。在常壓和室溫下，對1918cm-1 附近的水汽吸收光譜進行測量，測定高純氮氣中的痕量水汽濃度，檢測結果與標稱值一致。對檢測靈敏度進行分析，在腔鏡反射率為 99.93%時水汽的檢測靈敏度達到24.8ppbv。分析結果表明，中紅外高靈敏痕量氣體檢測技術在工業監測、環境檢測以及醫學診斷等領域具有很好的應用前景。