中远红外及太赫兹量子级联激光器

量子级联激光器是目前中远红外及太赫兹波段最具发展前景的小型、大功率、可集成的新型激光器，输出功率达到瓦级。中国科学院半导体研究所半导体材料科学重点实验室经过多年的基础研究和技术开发，目前形成系列中远红外及太赫兹波段量子级联激光器产品。

中远红外量子级联激光器可应用于环境污染气体检测（环保领域）、工业过程监测（工业生产）、人体呼吸气体检测（医疗，与身体健康密切相关）、毒品和爆炸物检测（安全与反恐）等领域；太赫兹量子级联激光器可应用于自由空间通信、安全检查、药品监测等领域。

技术特点：半导体所在量子级联激光器研究领域一直处于国际前沿，先后研制出波长3.5至11微米的一系列室温工作的量子级联激光器和频率覆盖2.9~3.3 THz的太赫兹量子级联激光器（液氮环境工作）。

中远红外波段量子级联激光器可以进行大分子气体检测（如：CO、CO2、CH4、NH3、NO、N2O、SO2等）。已研制的基于光声光谱效应的甲烷（CH4）气体探测灵敏度达到了50ppb，SO2的气体探测灵敏度达到了140ppb，完全满足环境污染成分监测的需求。

专利情况：中远红外量子级联激光器研究方面拥有10余项授权专利，太赫兹量子级联激光器基础研究方面拥有7项授权专利。

市场分析及应用情况：国际上已经成功地将中远红外波段的量子级联激光器用于多种民用、军用需求，已用于万米高空的气体监测、高能炸药的监测、呼吸医疗、红外对抗、远距离化学传感等方面。中科院半导体所拥有完备的前期技术、但是缺少与应用单位衔接和推广应用的渠道；如果将该技术用于北京等城市的灰霾成因及其演化、温室气体监控、各种污染排放监控，可以为政府决策、改善环境质量提供全新的技术支持。

目前国际上已开始研发基于THz量子级联激光器的无线通讯、太赫兹成像、太赫兹雷达等技术，广泛应用于民事目的，如：自由空间通信、安全检查、药品监测、邮件包裹中的爆炸物远程化学指纹传感、人体非破坏性癌症检查等。我国在THz光源方面已取得突破，基于THz量子级联激光器的应用产品开发市场前景广阔。