欧盟资助生产的量子级联器件能够以1 kHz的速率进行波长调谐。

基于微型光机电系统（MOEMS）的量子级联（QC）激光器，图片来源：德国弗劳恩霍夫应用固体物理研究所(Fraunhofer IAF).

参与由欧盟资助的试点项目“MIRPHAB”的三家弗劳恩霍夫研究所（Fraunhofer，德国与欧洲最大的科技应用研究机构）表示，他们正在帮助改造量子级联激光器（QCL）的生产，以期投入未来的工业应用中。

“化学传感与光谱应用的中红外光电设备制造”简称“MIRPHAB”,该项目于2016年初正式启动，预计投入1700万欧元。

该项目旨在生产能够在中红外光谱区域——又称“指纹”区域，该区域中化学键的特定波长的振动可用于识别分子——可靠工作的光子学元件。

快速切换

该试点项目由法国原子能委员会电子与信息技术实验室（CEA-Leti laboratory）负责协调，同时德国的弗劳恩霍夫研究所也正在密切参与提供中红外光的量子级联激光器的传感器设备封装工作。

德国弗莱堡的弗劳恩霍夫应用固态物理研究所（IAF）与德累斯顿的弗劳恩霍夫光子微系统研究所（IPMS）的研究团队已经共同开发出了一个量子级联激光器的小型样机，该样机封装了QCL芯片和基于MEMS的光栅扫描器——该扫描器能够以1 kHz的速率切换扫描波长。

弗劳恩霍夫研究所称：“该类型激光器发出的光波长范围非常广泛，而且能够在激光器的制造过程中预先设置波长。为了在极宽的光谱范围内选择特定波长，必须通过光学衍射光栅再与激光芯片耦合进行波长选择。通过旋转光栅，就可以做到连续调节输出的激光波长。”

这些光栅是由IPMS联合德国亚琛的弗劳恩霍夫生产技术研究所（IPT）共同研制的。两家研究所均致力于优化激光芯片和光栅的生产，以期实现批量生产并降低成本，这些激光芯片和光栅将被用于工业传感、医疗保健以及法医学等领域。

自动化的生产过程监控

IAF称，对于用于识别和监测特定化学物质的传感器产品，一些客户通常会有特殊的技术要求。文

“这必须从被测试的化学物质入手，还要考虑所需传感器的数量、工厂的产能是否足够等问题。在大多数情况下，通用的解决方案是行不通的，这需要几个供应商来合作才能共同开发出最佳的解决方案。”

随着“MIRPHAB”项目的实施，客户可以更方便的根据需求定制中红外传感器技术。

该研究所称：“有意的企业可以联系我们，我们将根据模块化原则由‘MIRPHAB’的成员提供最佳的解决方案。此外，‘MIRPHAB’还将为企业提供最新的技术，使他们能够在早期的商业竞争中获得优势。”

目前QCL能够记录每秒多达1000条光谱，这使得实时监测和控制化学反应与生物技术过程成为可能，这也表明德国“工业4.0”对未来的工业规划并非纸上谈兵。

参与试点项目的其他合作商还包括瑞士的Alpes Lasers公司和法国的mirSense公司——该公司是由法国电信软硬件设备及服务提供商阿尔卡特-朗讯公司（Alcatel-Lucent）创立，现在由芬兰诺基亚公司（Nokia）、法国电子设备巨头泰勒斯公司（Thales）Thales和法国原子能委员会（CEA）共同运营。

芬兰Cascade Technologies公司目前是美国工业加工技术公司艾默生公司（Emerson）的分公司，也是该项目的合作商之一。

来源： http://optics.org/news/8/5/59

本文受译者委托，享有该文的专有出版权，其他出版单位或网站如需转载，请与本站联系，联系email：mail@opticsjournal.net。否则，本站将保留进一步采取法律手段的权利。