[00107341]锑化物单模激光器

　　一、项目简介

　　中红外波段包含很多重要气体的吸收峰， 例如CH4、CO、CO2、H2O等。基于中红外单 模激光器的气体分析仪，可以对目标气体浓 度实现高精度、远距离、在线实时测量，精 度可达ppb量级（十亿分之一）。

　　锑化物激光器是可完全覆盖中红外波段 的电泵半导体激光器，具有体积小、重量轻、 效率高等优点。由于中红外激光器巨大的市 场前景，德国Nanoplus和美国Thorlab公司 研制了单模锑化物激光器产品。国内进行 GaSb激光器的研究起步较晚，目前进行这方 面的研究单位只有半导体所。2015年半导体 所完成了 GaSb基分布反馈激光器的制备，实 现了 2um单模室温连续工作。激光器激射 波长覆盖1。8-3。5微米，功率达到14毫瓦， 边摸抑制比（SMSR）大于53dB。

　　目前，本所研制的锑化物单模激光器， 已完成实验室中的初试阶段，解决了激光器 研制中的关键技术问题，达到了产品市场化

　　所需功率、波长、边模抑制比指标，可进入 中试阶段。

　　锑化物单模激光器实物图

　　二、技术特点

　　单面最大输出功率40mW （是同类器件 的4倍）；

　　高边模抑制比，SMSR=53dB （为已报道 的锑化物电泵激光器最高边模抑制比）。

　　Current （mA）

　　2005 2010 2015 2020 2025

　　A （nm）

　　三、专利情况

　　双波长锑化物应变量子阱半导体激光器 及其制备方法；

　　带间级联激光器及其制备方法。

　　四、应用领域及市场前景

　　基于中红外单模激光器开发的气体分析 仪可广泛应用于环境监测、工业气体在线分 析、矿井安全领域。

　　（1） 环境监测

　　目前国内环境污染问题日益严重，人们 都对环境问题更加关注，政府也要花大力气 治理环境污染。大气污染物主要包括SO2、 NOX、 CH4、 CO、 03、 CH2O、 H2S、 NH3、 HCI、C2H2等，这些气体在中红外波段都具 有特征吸收峰。而环境污染的治理，前提条 件是对大气环境污染气体的监测。同时机动 车尾气对空气污染的贡献率接近40%，尾气 中主要包括CO、HC、CO2、NOX和固体悬浮 颗粒物。这些污染气体，都需要高性能、远 距离的气体分析仪进行监测。

　　（2） 工业气体在线分析

　　在众多工业领域，需要对燃烧、反应、 尾气中的气体进行实时、远距离、快速的定 性、定量分析，这就需要高性能的气体分析 仪。在石油化工生产中，需要对催化裂化再 生烟气分析（O2、CO和CO2，对催化剂再生 反应效率进行实时控制），半水煤气分析（O2、 CH4，安全监控和了解气化反应情况），氨碳 比值分析（NH3， CO， CO2）等；在火力发电

　　中，需要对锅炉烟道（O2、CO2，反映燃煤 燃烧效率），脱硫/脱硝装置前后（SO2、NH3、 NOx，反映脱硫/脱硝装置的工作情况）的气 体进行分析；在钢铁冶炼中，需要对高炉炉 顶煤气分析（CO、CO2），转炉炉气分析（CO、 CO2），转炉煤气回收控制（CO），喷煤系 统安全控制（CO）等。

　　（3）矿井安全

　　我国是产煤大国，每年都会发生煤矿安 全事故，其中经济损失最大、人员伤亡最多 的就是煤矿瓦斯爆炸事故。瓦斯主要成分是 甲烷和一氧化碳，无色无味，浓度高时会使 人短时间因缺氧窒息而死亡；如遇明火，就 会发生瓦斯爆炸事故。为防止瓦斯爆炸事故， 保证矿井生产安全，瓦斯气体的快速、在线 实时检测是基本前提。随着我国对矿井安全 的重视，对瓦斯气体在线实时检测系统的需 求也越来越大。

　　五、合作方式

　　技术转让。