1樓：沉夜孤星
量子級聯雷射器（quantum cascade laser）最有發展前途的話我不敢說，但是最有發展前途的雷射器之一是肯定得族睜。1994年第一次實現低溫激射，美國西北大學前兩年的資料是，室溫連續單管5w的輸出功率，短短二十年，qcl實現了從液氮脈衝工作到室溫連續5w，可見其發展是很快的。量子級聯雷射器最大的優勢是波長可調，從3微公尺左右到24微公尺，到更長的太赫茲（100微公尺以上）都有文獻報道過。
量子級聯雷射器目前主要的用途是氣體檢測和紅外對抗。氣體檢測領域主要優勢是探測精度高，體積小，便攜性強；很可能會在同位素檢測領域革命性發展。紅外對抗美國有著15億美元的大專案的投入。
再說下國內國際的情況早備吧：
國內來說，目前只有 中科院半導體所 的 劉峰奇 組能做，其材料生長比較好，陸穗毀目前能夠做到室溫連續工作，波長4-10微公尺，以及太赫茲波段都能覆蓋，在低功耗以及氣體探測用的dfb-qcl上，優於國外研究組。btw，以前上海技物所也做，後來做不下去了。
國際來說，qcl主要是在美國發展的比較多，西北大學rezighi組，哈佛的capasso是創始人之一， 此外還有康寧，威斯康辛等。歐洲有蘇黎世理工的faist，作為量子級聯雷射器的創始人之一，善於結構設計，目前大多數好的結構多來自於faist。
目前國際上的應用其實已經比較多，國內還非常的少，主要原因可能是雷射器**較高，做成系統以後**更高。究其原因主要是qcl的材料結構需要生長上千層，每層的厚度不到乙個奈米，生長的難度很高，國內國外能做的地方還是太少。<>
2樓：消化
德國馬克思蒲朗克研究所的 fischer 教授課題組、普林斯頓大學健康與環境紅外技術應用中心的 zondlo 教授研究組、荷蘭內檔襲梅亨大學分子與雷射物理系，分子與材料研究所的 harren 教授及其帶領的課題組等眾多國外研究小組均已設計出基於qcl的一氧化碳檢測系統，而國內這方面的研究則相對欠缺。
依據光源的光譜特性可分為兩類含歲，一類是寬譜帶的紅外非相干光源(infrared non-coherent light source)；另一類是窄線寬的紅外相干光源(infrared coherent light source)，qcl是基於能帶躍遷理論的單極光源，目前技術已較為成熟，能夠在室溫條件下以連續波形式工作，其波長能夠覆蓋的整個中紅外區。而新近發展起來的icl與qcl的發光機制類似，都採用能帶工程理論來優化自身結構並重複利用注入的電子來產生多個光子，它們的區別在於光子產生的機制(帶間躍遷而非子帶間躍遷)，這使得icl需要較低的輸入功率(<100mw)。當前，icl在常溫下連續波工作時的波長範圍可行老兄達，而這一波段正是qcl需要完善的。
與傳統的p-n結型雷射器的發光機理不同，qcl的受激輻射僅僅依靠電子就可以使有源區內多個量子阱能級發生粒子數反轉，從而達到電子與光子的單輸入-多輸出關係，而且激射波長是由量子阱層的厚度決定的。<>
量子級雷射器研究成功了嗎
3樓：賈賈愛語文
量子級雷射器研究成功了。
量子級聯雷射器（quantum cascade laser）是一種能夠發射光譜在中紅外和遠紅外頻段雷射的半導體雷射器。它是由貝爾實驗室於1994年率先實現。
隨著量子級聯雷射器技術的日趨成熟，它開始被較多地應用於科學和工程研究。由於其顯著優勢，在氣體檢測領域得到了迅速推廣。
基於量子級聯雷射器的紅外光譜氣體檢測技術具有靈敏度高、檢測速度快等優點，特別是在高精度光譜檢測方面所具有的顯著優勢，使其成為研究和應用的熱點。
量子級聯雷射器（quantum cascade laser，qcl）是基於半導體耦合量子阱子帶（拆桐輪一般為導帶）間的電子躍遷所產生的一種單極性光源。
量子（quantum）指的是通過調整有源區量子阱的厚度可以改變子帶的能級間距，實現對波長的「裁剪」，另外也指器件的尺寸較小。
級聯（cascade）的意思是有源區中上一組成部分的輸出是下一部分的輸入，一級接一級串聯在一起。雷射器（laser）是指產生特定波長的光源。
量子級聯雷射器的波長可以覆蓋在軍事、通訊、氣體檢測等領域極具應用價輪芹值的中遠旅信紅外波段。
量子通訊與雷射通訊的區別與聯絡
4樓：love就是不明白
量子通訊是指利用量子糾纏效應進行資訊傳遞的一種新型的通訊方式。
量子通訊主要涉及：量子密碼通訊、量子遠端傳態和量子密集編碼等，近來這門學科已逐步從理論走向實驗，並向實用化發展。高效安全的資訊傳輸日益受到人們的關注。
基於量子力學的基本原理，並因此成為國際上量子物理和資訊科學的研究熱點。
雷射通訊是一種利用雷射傳輸資訊的通訊方式。雷射是一種新型光源，具有亮度高、方向性強、單色性好、相干性強等特徵。按傳輸媒質的不同，可分為大氣雷射通訊和光纖通訊。
大氣雷射通訊是利用大氣作為傳輸媒質的雷射通訊。光纖通訊是利用光纖傳輸光訊號的通訊方式。
量子級聯雷射器的特點
5樓：鬼鬼令尊丶誠亽
由於量子級聯雷射器是集量子工程和先進的分子束外延技術於一體，與常規的半導體雷射器在工作原理上不同，其特點優於普通雷射器，因技術含量很高，相關產品的開發具有重要的社會和經濟價值。 據瞭解，量子級聯雷射器是乙個高難度的量子工程，特點是工作波長與所用材料的帶隙無直接關係，僅由耦合量子阱子帶間距決定，從而可實現對波長的大範圍剪裁。
許多基於量子級聯雷射器的可調諧中紅外雷射器(脈衝和紅外)在國外已經進入工業化，是各國爭相研究的高新技術產業。
量子級聯雷射器集量子工程和分子束外延技術於一體，是國家奈米及量子器件核心技術的真正體現，這方面的技術突破將啟用我國的民用市場。它在紅外通訊、遠距離探測、大氣汙染監控、工業煙塵分析、化學過程監測、分子光譜研究、無損傷醫學診斷等方面具有很急迫的應用前景。
量子級聯雷射器的分類
6樓：youlovef挐
qc雷射器的基本結構包括fp-qcl（上圖）、dfb-qcl（中圖）和ecqcl（下圖）。增益介質顯示為灰色，波長。
選擇機制為藍色，鍍膜面為橙色，輸出光束為紅色。
1.最簡單的結構是f-p腔雷射器（fp-qcl）。在f-p結構中，切割面為雷射提供反饋，有時也使用介質膜以優化輸出。
2.第二種結構是在qc晶元上直接刻分佈反饋光柵。這種結構（dfb-qcl）可以輸出較窄的光譜，但是輸出功率卻比fp-qcl結構低很多。
通過最大範圍的溫度調諧，dfb-qcl還可以提供有限的波長調諧（通過緩慢的溫度調諧獲得10~20cm-1的調諧範圍，或者通過快速注進電流加熱調諧獲得2~3cm-1的範圍）。
3.第三種結構是將qc晶元和外腔結合起來，形成ecqcl。這種結構既可以提供窄光譜輸出，又可以在qc晶元整個增益頻寬上（數百cm-1）提供快調諧（速度超過10ms）。
由於ecqcl結構使用低損耗元件，因此它可在可攜式電池供電的條件下高效運作。
量子級聯雷射器的工作原理
7樓：詮釋
量子級聯雷射器的工作原理與通常的半導體雷射器截然不同，它打破盯肆了傳統p-n結型半導體雷射器的電子-空穴複合受激輻射機制，其發光波長由半導體能隙來決定。qcl受激輻射過程只有電子參與，其激射方案是利用在半導體異質結薄層內由量子限制效應引起的分離電子態之間產生粒子數反轉，從而實現單電子注入的散則槐多光子輸出，並且可以輕鬆得通過改變數子阱層的厚度來改變發光波長。
量子級聯雷射器比其它雷射器的優勢在於它的級聯過程，電子從高能級跳躍到低能級過程中，不但沒有損失，還可以注入到下乙個過程再次發光。這個級聯過程使這些電子 「迴圈」起衝友來，從而造就了一種令人驚歎的雷射器。
8樓：白子屢
德國馬克思蒲朗克研究所的 fischer 教授課題組、普林斯頓大學健康與環境紅外技術應用中心的 zondlo 教授研究組、荷蘭內梅亨大學分子與雷射物理系，分子與材料研究所的 harren 教授及其帶領的課題組等眾多國外研究小組均已設計出基於qcl的一氧化碳檢測系統，而國內這方面的研究則相對欠缺。
依據光源的光譜特弊雹察性可分為兩類，一類是寬譜帶的紅外非相干光源(infrared non-coherent light source)；另一類是窄線寬的紅外相干光源(infrared coherent light source)，qcl是基於能帶躍遷理論的單極光源，目前技術已較為成熟，能夠在室溫條件下以連續波形式工作，其波長能夠覆蓋的整個中紅外區。而新近發展起來的icl與qcl的發光機制類似，都採用能帶工程理論來優化自身結構並重複利用注入的電子來產生多個光子，它們的區別在於光子產生的機制(帶間躍遷而非子帶間躍遷)，這使得icl需要較低的輸入功率(<100mw)。當前，icl在常溫下連續波工作時的波長範圍肆宴可達，而這一波段正是qcl需要完善的。
與傳統的p-n結型雷射器的發光機理不同租茄，qcl的受激輻射僅僅依靠電子就可以使有源區內多個量子阱能級發生粒子數反轉，從而達到電子與光子的單輸入-多輸出關係，而且激射波長是由量子阱層的厚度決定的。
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