Quantenkaskadenlaser: spektrale Eigenschaften und Eignung für die hochauflösende Molekülspektroskopie

【摘要】德国激光激光工程（Das vorgeschlagene project）是一种新型激光打标技术，用于激光打标技术的研究。量子级联激光器（qc激光器）。他于1994年在贝尔实验室完成了一项研究，该研究主要用于研究激光的光学特性。Prinzipiell kann man mit diesem lasertype den Wellenlängenbereich von 3 bis 17µm abdecken。Der entscheidende Vorteil des qc -激光器gegener anderen Infrarotlasern fr diesen Spektralbereich bestdarin， dass er kontinuierliche durchstimbarkeit mit vergleichsweise hohen Ausgangsleistung (bis zu 100mw) verindet。Diese Eigenschaften machen en QC-Laser zu einem vielversprechenden Lasersystem f<s:1>或die molek<e:1> lspektroskopie mit hoher Auflösung und Empfindlichkeit。在der Arbeitsgruppe von Urban教授，Universität波恩，在德国光谱研究委员会（Mitarbeit des Antragstellers）的指导下，建立了光谱分析实验中心（Experimente zur besteung）。在德国波恩进行的红外光谱实验中，研究人员研究了红外光谱研究项目（vorgeschlagenen project）和<s:1> sseldorf die spectra - Eigenschaften des QC-Lasers系统（laser system）。在vorderground werden dabei Fragen zur Amplitudenstabilität， zur Frequenzstabilität， zur Frequenzdurchstimmbarkeit和zur Strahlqualität stehen。中国科学院激光系统研究所，中国激光研究所，德国激光研究所，德国激光研究所，德国激光研究所，德国激光研究所，德国激光研究所，德国激光研究所，德国激光研究所，德国分子激光研究所，德国分子激光研究所。研究了激光打标机在激光打标机上的应用，研究了激光打标机在激光打标机上的应用，研究了激光打标机在激光打标机上的应用。1 . Die geplanten Untersuchungen sollen Die Grundlagen f<e:1> r and Einsatz des QC-Lasers（激光）r and Strahlungsquelle f<e:1> r and hochempfindliche molek<e:1> lspektroskopie schaffen and ihre Anwendung in der Spurengasanalytik demonstrieren。

Das vorgeschlagene Projekt befasst sich mit einem neuen Lasertyp für den mittleren Infrarotbereich (MIR), dem Quantenkaskadenlaser bzw. Quantum Cascade Laser (QC-Laser). Es handelt sich dabei um einen Halbleiterlaser, der 1994 in den Bell Labs zum ersten Mal erfolgreich hergestellt wurde. Prinzipiell kann man mit diesem Lasertyp den Wellenlängenbereich von 3 bis 17 µm abdecken. Der entscheidende Vorteil des QC-Lasers gegenüber anderen Infrarotlasern für diesen Spektralbereich besteht darin, dass er kontinuierliche Durchstimmbarkeit mit einer vergleichsweise hohen Ausgangsleistung (bis zu 100 mW) verbindet. Diese Eigenschaften machen den QC-Laser zu einem vielversprechenden Lasersystem für die Molekülspektroskopie mit hoher Auflösung und Empfindlichkeit. In der Arbeitsgruppe von Prof. Urban, Universität Bonn, sind unter Mitarbeit des Antragstellers bereits Experimente zur Bestimmung der spektralen Linienbreite durchgeführt worden. Aufbauend auf diesen Vorexperimenten in Bonn wollen wir in dem vorgeschlagenen Projekt an der Universität Düsseldorf die spektralen Eigenschaften des QC-Lasers systematisch untersuchen und die Eignung des Lasers für die Infrarot-Spektroskopie überprüfen. Im Vordergrund werden dabei Fragen zur Amplitudenstabilität, zur Frequenzstabilität, zur Frequenzdurchstimmbarkeit und zur Strahlqualität stehen. Der direkte Vergleich mit konkurrierenden Lasersystemen, CO-Laser und Bleisalzdiodenlaser wird Aufschluss über die Leistungsfähigkeit der QC-Laser für die Molekülspektroskopie geben. Aufgrund unserer experimentellen Vorarbeiten erwarten wir, dass sich dieser neue Lasertyp bald etablieren und in Zukunft große Bedeutung für die Verwirklichung von kompakten und mobilen Laserspektrometern erlangen wird. Die geplanten Untersuchungen sollen die Grundlagen für den Einsatz des QC-Lasers als Strahlungsquelle für die hochauflösende und hochempfindliche Molekülspektroskopie schaffen und ihre Anwendung in der Spurengasanalytik demonstrieren.