26 January 2018

住友电气工业株式会社（总部：大阪市中央区；社长：井上 治；以下简称为本公司），研制出小型DFB-QCL*¹ CAN模块，可在波长7μm频带，可在单模形式下元件温度80℃内实现连续输出，产品样品已开始发货。该产品是世界上最小尺寸的可连续输出QCL模块，有望作为传感检测用光源，在产业、环保以及医疗领域得到应用。现有内置温控器型（Φ15.4mm）和无温控器型（Φ5.6mm）两种型号，对于内置温控器型，我们可同时提供专用驱动固定件。

波长4～20μm的中红外带宽领域内，以单模形式连续输出的DFB-QCL作为小型高速的传感检测用光源，在大气污染气体、温室效应气体、有毒气体等的高灵敏度实时测量，以及呼吸气分析和血糖值测量等医疗诊断领域的应用备受期待。但是，以往的DFB-QCL，由于元件本身的耗电量过大（＞5W），驱动激光器时产生大量热能损耗，必须采用散热效果高、大尺寸、高价格的HHL封装*²。

其结果是，难以实现模块的小型化和低成本化，成为QCL推广普及上的一大难题。此外，难以在高温环境下实现连续输出，也是此类激光器使用受限的一个原因。

此次，本公司运用多年积累的量子结构设计技术而创造出的独特发光层结构，成功地研发出低耗电量DFB-QCL模块。本模块在适用于CH₄（甲烷）、SO₂（二氧化硫）及H₂S（硫化氢）等测量的7μm左右的波长上，采用通用CAN封装*³形式也能实现稳定地连续输出。

1.与以往的HHL模块（32×45×18mm）相比，体积大幅减少，内置温控器型降至约8%，无温控器型降至约1%。
・内置温控器型：将温控器和DFB-QCL元件配置在Φ15.4mmCAN封装中。
・无温控器型：只将DFB-QCL元件置入Φ5.6mmCAN封装中。通过在外部加装温控器，可以获得与内置型同等的性能。

2.通过将QCL元件的耗电量降至2W以下，大幅减少发热，在最高80℃的元件温度范围内，实现连续输出、单模形式工作。

3.光输出足以满足高灵敏度传感检测需要
元件温度20℃时超过30mW，60℃时也超过10mW（均为典型值），实现高敏感度传感上所需的光输出要求。使用本模块，实测验证甲烷传感测试的灵敏度高达1.3ppb*⁴。

而且本公司还在研发5μm带宽、8～9μm带宽等其他波段的DFB-QCL。

本模块计划参展2018年1月30日（周二）～2月1日（周四）在美国旧金山举办的SPIE Photonics West 2018以及2018年3月14日（周三）～16日（周五）在上海举办的LASER World of PHOTONICS CHINA。此外，还计划在Photonics West 2018的应邀演讲中发布上述高灵敏度甲烷气体传感检测内容。

*1 DFB-QCL：
Distributed Feedback Quantum Cascade Laser（分布反馈量子级联激光器）的缩写。为了在中红外波段实现激光输出，在发光层采用了一种叫做"级联结构"的特殊结构，加上内置波长选择结构，从而实现单模形式输出的半导体激光器。

*2 HHL封装：
High Heat Load（高热负载）封装的缩写。属于盒式大型封装，由于散热性能出色，被用于加工用大功率半导体激光器等耗电量较大的激光器。

*3 CAN封装：
将带发射窗的圆筒形盖帽，套在带管脚的金属杆上进行气密处理的封装，由于价格低廉、小型化，被广泛用于DVD和光通信用等低耗电量半导体激光器。

*4 ppb:
parts per billion（十亿分率）的缩写。表示成分比率、浓度的单位，1ppb相当于1%（百分之一）的1千万分之1。