成果簡(jiǎn)介：氣體分子光吸收譜就像人類的指紋，利用氣體分子的吸收光譜是氣體種類識(shí)別和氣體分子濃度測(cè)定的有效手段,。例如1.3μm用于探測(cè)水汽,，1.66um用于探測(cè)甲烷,，1.74μm探測(cè)氯化氫,，2.0μm探測(cè)水汽,，溴化氫，二氧化碳,，NOX,。光譜氣體傳感是利用了波長范圍在1-20μm的不同氣體的分子振動(dòng)/轉(zhuǎn)動(dòng)吸收特征譜。波長可調(diào)諧的高質(zhì)量近紅外發(fā)光二極管獲得廣泛的應(yīng)用,，特別是InGaAsP/InP材料的器件,，無論在器件的制作工藝上還是器件的可靠性方面都有較成熟的研究和實(shí)用成果。研究發(fā)現(xiàn),，這些近紅外發(fā)光二極管的發(fā)射波長與很多環(huán)境及工業(yè)氣體的復(fù)合吸收譜線相一致,。鑒于此，可以用近紅外發(fā)光二極管作為氣體傳感系統(tǒng)的光源,，而且近紅外半導(dǎo)體激光二極管可以做到單模輸出,，功率也可達(dá)數(shù)毫瓦，室溫工作,，并且可以借助于隨光纖通信發(fā)展而已較成熟的光纖光學(xué)技術(shù)及廉價(jià)的輔助設(shè)備,，如低噪聲的電流驅(qū)動(dòng)器，聚光鏡,，探測(cè)器及光學(xué)隔離器等。隨著光通訊的發(fā)展而不斷成熟的的近紅外激光二極管技術(shù)用于氣體傳感,，將在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn),，有毒氣體監(jiān)測(cè)，醫(yī)藥分析,，健康,，安全等諸多領(lǐng)域具有非常廣泛的應(yīng)用前景。 半導(dǎo)體分布反饋激光器由于在有源區(qū)制備有光柵,，能夠輸出穩(wěn)定的單模激光,，線寬在百兆赫茲以下，很適合氣體傳感應(yīng)用,。通過調(diào)節(jié)激光器的工作電流和溫度可以調(diào)諧激光器的波長,，使它精確地穩(wěn)定在氣體的吸收譜線上。 甲烷氣體對(duì)1.66微米的激光產(chǎn)生強(qiáng)吸收,，根據(jù)激光被吸收的程度可以確定甲烷氣體的濃度,。而且二氧化碳、水蒸氣,、一氧化碳,、硫化氫等其它氣體對(duì)1.66微米的激光都不吸收，這些氣體的存在不影響瓦斯檢測(cè)的精度,。 該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)研制出性能可靠的波長為1.6-1.9微米的單模激光器器件,，而且部分產(chǎn)品小批量供應(yīng)做甲烷傳感實(shí)驗(yàn)。激光器的指標(biāo)完全達(dá)到或超過自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目“大應(yīng)變量子阱長波長半導(dǎo)體激光器的研制”項(xiàng)目編號(hào):60176023 的要求，該項(xiàng)目已經(jīng)順利完成,。所提供的波長為1.6-1.9微米的激光器器件都通過了老化篩選,，篩選條件：150mA (automatic current control)，熱沉溫度100oC,，72小時(shí),。閾值和效率幾乎沒有發(fā)生變化。由此可以預(yù)測(cè)激光器的壽命大于10萬小時(shí),。  應(yīng)用前景： 瓦斯檢測(cè)是煤炭生產(chǎn)的重要任務(wù),，在日常瓦斯檢測(cè)過程中常用的儀器有光學(xué)瓦斯核定器、便攜式瓦斯報(bào)警儀,、瓦斯監(jiān)測(cè)探頭等幾種,。瓦斯監(jiān)測(cè)探頭一般固定安設(shè)在采掘工作面回風(fēng)巷、串聯(lián)通風(fēng)地點(diǎn),，而光學(xué)瓦斯核定器,、便攜式瓦斯報(bào)警儀則是隨身攜帶，隨時(shí)檢查任何地點(diǎn)的瓦斯?jié)舛?。但在一些缺氧區(qū)域,，如在封閉巷道、臨時(shí)停工地點(diǎn)檢測(cè)時(shí),，兩種檢測(cè)儀器均將產(chǎn)生與實(shí)際截然不同的結(jié)果,。在檢測(cè)中單純使用某一種儀器，不配合使用氧氣檢測(cè)儀,，進(jìn)行氣體分析等,，易造成錯(cuò)誤的判斷。甲烷氣體對(duì)1.66微米的激光產(chǎn)生強(qiáng)吸收,，根據(jù)激光被吸收的程度可以確定甲烷氣體的濃度,。而且二氧化碳、水蒸氣,、一氧化碳,、硫化氫等其它氣體對(duì)1.66微米的激光都不吸收，這些氣體的存在不影響瓦斯檢測(cè)的精度,。 這種半導(dǎo)體激光甲烷檢測(cè)儀也可以應(yīng)用在鐵路公路隧道施工的瓦斯檢測(cè),。也可以應(yīng)用在天然氣田開采、輸運(yùn),、使用過程中,，可以快速（不到0.1秒）及遠(yuǎn)距離（配合使用反射板最大檢測(cè)距離可達(dá)到約100m）掌握甲烷氣體的濃度情況。 合作方式： 技術(shù)轉(zhuǎn)讓或技術(shù)入股,。 |
