五个工程师与一个气质独特的中红外气体分析解决方案

内置准直透镜的新型QCL

滨松QCL获2016年日本激光学会产业“优秀奖”

Q：QCL有什么典型应用?

落合：比如说同位素检测。CO2虽是唯一的物质，但它也存在拥有不同质量数的C和O的“兄弟”同位素，其光吸收波长都各不相同。CO 2和13CO 2的吸收波长同是4.329μm，而12CO 2 的吸收波长是4.328μm。求出同位素之比，就可以知道排出源(植物、土壤、燃烧等)和形成原因，同位素检测可以说是激光QCL的真正的应用价值所在。

Q：探测部分的InAsSb光电探测器又有着什么特点呢?

朝仓：InAsSb光电探测器是含有In(铟)、As(砷)、Sb(锑)的化合物半导体。以前，作为3μm~10μm的红外探测器而得到广泛使用的是MCT光伏探测器、MCT光导探测器。但MCT中使用了RoHS指令中所禁止的汞、镉，所以我们重新开发了不含这些禁令污染物的器件。

饭田：InAsSb光伏探测器的研制，需要同时在晶体生长和制程两个方面进行新的推进。话虽简单，但一方面现有的技术并不适用于新产品，而且还要开发出半导体材料的最佳生长方法和制程。晶体是在作为基板的硅晶片上形成薄膜层来进行生长的，它的品质与器件的特性息息相关，以此，为了得到高品质的晶体必须要不断改良其生长技术。制程则要通过改良设备的结构，来实现产品高灵敏度的性能。不过，最终我们都掌握了两方面的新技术。

朝仓：MCT的个体差异性非常明显，而InAsSb光伏探测器不含汞、镉，且具有稳定性高、偏差小的优点，具有更大的优势。若固定产品规格，则会是非常好的量产化产品。

Topic 3 使用分子吸收的计测的应用范围广

Q：客户对产品有什么样的反应?

大石：有客户对QCL和InAsSb光伏探测器的配套组件进行了评估，显示出的性能渐渐地得到了客户的认可。因为覆盖了气体所含成分所吸收的狭小的波段，恰好显示出了QCL发光波长范围小的优势。我们也可以满足想要生产此类设备的厂家的需求。

杉山：采用分子吸收计测是光学法的关键。不仅是气体，液体和固体也可以利用这样的方法进行分析，比如水分和胆固醇。

Q：今后有怎样的推进计划?

落合：目前的QCL产品覆盖了4μm~10μm波段，我们也在扩充能够覆盖更长波长范围的产品。当然，与之对应的是，我们接下来也将涉及10μm附近的探测器的开发。

朝仓：是的，光探测部分的InAsSb光伏探测器目前涵盖了2.5μm~8μm。我们打算将其延伸到11μm、12μm。

大石：今后，无论是光探测器还是激光光源，都将同时覆盖10μm左右的长波长领域。另外，我们构想着将这两个器件组成一个模块，更加高效地为客户实现气体探测的应用。