长春光机所新成果：超宽带中红外激光器突破技术瓶颈 拓展应用新前景

中国科学院长春光学精密机械与物理研究所的科研团队近日取得重要突破，成功研发出具备超宽激光光谱特性的中红外量子级联激光器。这一成果突破了单有源区量子级联激光器谱宽受限的技术瓶颈，为多领域应用开辟了新路径。

传统量子级联激光器存在发射谱宽较窄的缺陷，难以同时满足宽带探测与高精度识别的双重需求。针对这一难题，研究团队创新性地提出基于对角跃迁的多能态-连续态（MTC）有源区设计方案。该方案通过引入应力补偿材料体系，构建了多条电子跃迁通道，使电子能够在多个能级间同步跃迁并共同产生激光输出，从而实现了光谱范围的显著扩展。

实验数据显示，在室温条件下，该器件于9微米中红外波段实现了1.2微米的激光谱宽；当温度降至低温环境时，光谱宽度进一步拓展至1.9微米以上。与此同时，其光电转换效率等关键性能指标已达到国际先进水平，为后续产业化应用奠定了坚实基础。

这项技术突破具有重要应用价值。在环境监测领域，超宽带激光器可作为高灵敏度光学传感器，实现对大气中多组分污染气体的精准识别；在医学与工业检测方面，其高分辨率成像能力将推动内窥镜诊断、材料无损检测等技术的升级。该研究为开发集成化高效光源提供了全新思路，可应用于高精度宽光谱传感、自由空间光通信等前沿领域。