多谱品库 | TDLAS应用光源 – QCL篇

（Quantum Cascade Laser：量子级联激光器）

（High Heat Load）封装

HHL封装是一种最常见QCL封装形式。它通常由金属外壳和热散热器组成，内置有大功率TEC和温度传感器，并充入惰性气体，从而实现良好的散热性能和气密性能，特别适合于QCL高功率、高温度稳定性的工况要求。

HHL封装通常分为垂直式（图1）和水平式（图2）两种规格：其中垂直式常见于日本滨松公司的产品系列，而水平式则常见于欧美品牌（如ALpeslaser、ADtech等），从原理上两种方式并无本质区别。

图1 垂直式HHL封装QCL

通常HHL的引脚定义包括6个功能：

●   LD+：QCL阳极

●   LD-：QCL阴极

●   NTC1：温度传感电阻端1

●   NTC2：温度传感电阻端2

●   TEC+：温控TEC正极

●   TEC-：温控TEC负极

我们真诚建议开发者选用多谱QCL专用激光驱动器产品，进行绝对安全的QCL供电、恒温与应用开发！

通常采用透镜实现QCL的空间光束发射准直。该过程首先需要选择适合的透镜，根据QCL发散光束的特性和应用需求确定透镜的焦距和直径，通常采用凸透镜。然后，通过调整透镜的位置和方向，使得QCL的发散光束能够经过透镜后聚焦到所需的焦点处。透镜的光轴需要与QCL的光轴保持对齐，以确保光束准直的效果。最后，对准直后的光束进行测试和验证，确保其满足应用需求，如光束整形和光束对准等。通过采用适当的透镜系统并进行调整优化，可以有效地实现QCL的空间光束发射准直。

QCL的光束准直分为腔内实现（图3）和腔外实现（图4）两种，对于腔内实现方式，在封装内，通过合理调节和固定准直透镜，实现光束准直。这种方式高度集成，极大地方便了后续使用，但缺点是准直效果固死，不利于后继根据应用需求进行准直效果调整和改变；对于腔外实现方式，通常采用XYZ镜架和外部准直透镜，实现孔径对准和光束准直。这种方式可以使用或替换优化设计的准直透镜，提升红外光束空间准直和传输效果。但是，由于镜架的存在和XYZ三自由度的开放性，使得激光器的体积变大，同时抗振性能和模块化程度被弱化。

图3 通过固定透镜，腔内实现QCL光束准直

图4 腔外实现QCL光束准直，可以通过替换优化设计的准直透镜，提升光束准直传输品质

QCL属于前沿光电子产品，技术内涵丰富。但对于绝大多数开发者而言，更重要的是要拿到一个能“Plug-and-Play”的光源，从而方便开展研发和应用。只有辅以均衡优化的驱动、准直和散热，QCL才能持续稳定地工作在最佳状态。

多谱光学在国内率先开展QCL的产品化研发，属于该领域的“第一批玩家”，在多年的积累过程中，形成了标准规范的QCL激光器产品。如图5、6所示。该产品整合了QCL的准直、散热、驱动温控等多项关键技术，实现了QCL从精密娇贵的“专家式器件”到皮实耐用的“通用式产品”的蜕变，收获大量开发者的广泛认可与好评。部分产品在户外严苛环境中，经历了长达5年的7×24小时连续运行，至今依然生机勃勃。

图5 多谱QCL激光器产品：垂直准直型

图6 多谱QCL激光器产品：水平准直型

我们提供一应俱全的QCL系列产品，如表1所示。除此之外，鉴于QCL应用场景的多样性，我们也能根据不同用户的特种需求，提供客制化非标服务。

QCL激光器产品生产过程严格按照6S管理规程和ISO质量体系进行，出厂时，对每个产品均提供详实的产品说明书、测试报告和产品序列号，并提供1年质保期（人为因素导致QCL芯片烧毁情况除外）

表1 多谱QCL产品列表（常用波长系列）

除表中规格之外，多谱光学可提供4~12um范围内任意波长QCL激光器。如您有相关开发需求，请联系我们，获得最快速的产品设计方案与报价单。

QCL种类繁多，本文主要针对TDLAS应用中最常用的连续波DFB式QCL进行了简短介绍。除此之外，QCL大家族还包括：脉冲式QCL，FP高功率QCL，EC-QCL（外腔调谐式QCL）等等。

多谱光学在该领域内具备丰富的经验，能够开展从器件到系统的各类型研发与定制。我们期待与各位开发者进行深入讨论、交换观点、建立合作。

做光谱，多有趣！

多谱光学，可提供4~12um范围内任意指定波长的QCL激光器。