中科院光电技术研究所量子级联激光器获突破

  高纯气体中水汽含量是半导体工业生产中的一个重要参数，气体中残余水汽含量即使是ppbv (体积的十亿分之一)量级也会对产品质量产生影响。气体在中红外区域具有更丰富的特征谱线，在该区域对水汽含量进行检测十分必要。宽调谐范围、高输出功率和窄线宽量子级联激光器的快速发展，推动了该区域红外光谱检测技术的发展。　　　　光电所团队首次在中红外波段采用5.2 um可调谐量子级联激光器，基于连续光腔衰荡光谱技术建立了痕量水汽的检测装置，并开展了痕量水汽检测实验。通过阿伦方差分析系统噪声水平，确定了光腔衰荡信号最优平均次数为602 次。在常压和室温下，对1918cm-1 附近的水汽吸收光谱进行测量，测定高纯氮气中的痕量水汽浓度，检测结果与标称值一致。对检测灵敏度进行分析，在腔镜反射率为 99.93%时水汽的检测灵敏度达到24.8ppbv。分析结果表明，中红外高灵敏痕量气体检测技术在工业监测、环境检测以及医学诊断等领域具有很好的应用前景。　　　　相关研究成果发表于《光谱学与光谱分析》(Spectroscopy and Spectral Analysis)。　　　　编辑点评　　　　研究团队通过该装置对具有宽谱吸收的大分子有机挥发气体(酒精，乙醚，丙酮)等进行了浓度检测，编写了多组分分析算法实现了多种不同浓度的挥发剂的同时测量。该系统对所测有机气体的检测灵敏度都小于1ppm。