1. 中红外激光器发射波长与气体吸收线覆盖
ICL激光器：
覆盖 3-6μm 波段，覆盖甲烷(CH₄)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO₂)、一氧化氮(NO)等气体最强吸收线，吸收强度比其他红外区域高数个数量级。例如，德国Nanoplus的ICL激光器可提供3000nm-6000nm任意中心波长，适用于高灵敏度气体检测。
DFB激光器：
主要覆盖 <3.5μm 波段，适用于氧气(O₂)、甲烷(CH₄)、一氧化碳(CO)等气体检测。但其在3μm以上波段阈值功率密度显著升高，性能受限。
QCL激光器：
覆盖 4-12μm 波段，适用于长波长气体检测(如SO₂、NO₂)，但在4μm以内阈值功率密度极高，功耗和发热问题突出。
选型建议：
若目标气体吸收线在3-6μm(如CH₄、CO、NO)，优先选择ICL激光器，其波长与气体吸收线高度匹配，灵敏度最优。
若检测气体吸收线在<3.5μm(如O₂、CH₄)，DFB激光器是低成本选择。
若需覆盖6μm以上波长(如SO₂、NO₂)，QCL激光器是唯一选项，但需接受其高功耗和成本。
2. 阈值功率密度与功耗
ICL激光器：
在3-6μm波段具有最低阈值功率密度，例如Thorlabs的ID3250HHLH ICL激光器在3.5μm波长下，阈值电流密度显著低于QCL，功耗仅150mW(20℃工作温度)，适合便携式设备。
DFB激光器：
在<3.5μm波段阈值功率密度较低，但3μm以上性能急剧下降，需权衡波长需求与功耗。
QCL激光器：
在4μm以内阈值功率密度极高，例如11μm波长QCL需更高输入电流，功耗和发热问题显著，需配备高效散热系统。
选型建议：
电池供电或便携式场景(如机动车尾气遥测、医疗呼气分析)优先选择ICL激光器，其低功耗特性可延长设备续航。
固定式工业监测系统(如燃烧废气检测)可接受QCL的高功耗，以换取长波长覆盖能力。
3. 输出功率与检测灵敏度
ICL激光器：
输出功率典型值5mW(20℃)，虽低于QCL，但通过选择气体最强吸收线(如CH₄在3.3μm)，可实现ppb级检测灵敏度。例如，基于ICL的石英增强型光声传感器已实现甲烷和乙烷的ppb级浓度探测。
DFB激光器：
输出功率较低，但通过窄线宽和高波长稳定性，在<3.5μm波段可实现ppm级检测，适用于环境监测等场景。
QCL激光器：
输出功率可达数百毫瓦，支持高浓度气体检测或长光程系统，但高功率可能引发非线性效应，需优化光路设计。
选型建议：
痕量气体检测(如医疗呼气分析、环境监测)优先选择ICL激光器，其低功率与高吸收线匹配度可实现最优灵敏度。
高浓度气体监测(如工业过程控制)或长光程系统(如开放光路TDLAS)可考虑QCL激光器。
4. 成本与产业化成熟度
ICL激光器：
目前仅Nanoplus等少数厂商能提供3-6μm波长产品，成本较高(单台激光器价格约数万美元)，但欧洲MIRPHAB项目通过硅基集成工艺降低尺寸和成本，未来有望实现消费级应用。
DFB激光器：
技术成熟，成本低(单台激光器价格约数千美元)，但波长覆盖范围有限，难以满足中红外高灵敏度检测需求。
QCL激光器：
成本较高(单台激光器价格约数万美元)，且需配套高效散热和驱动电路，进一步推高系统成本。
选型建议：
预算有限且波长需求在<3.5μm的场景选择DFB激光器。
对灵敏度要求极高且预算充足的场景(如医疗、环保)选择ICL激光器。
长波长需求且接受高成本的场景选择QCL激光器。
5. 典型应用场景对比
| 应用场景 | 推荐激光器 | 核心优势 |
| 机动车尾气遥测 | ICL | 覆盖CO、NO等气体最强吸收线，低功耗支持便携式设备，实时监测尾气排放成分。 |
| 医疗呼气分析 | ICL | 检测呼出气体中13CO₂、NO等痕量成分，诊断幽门螺杆菌感染、哮喘等疾病，灵敏度达ppb级。 |
| 工业过程控制 | QCL | 高功率支持长光程系统，监测燃烧废气中SO₂、NO₂等高浓度气体，抗干扰能力强。 |
| 环境监测 | DFB/ICL | <3.5μm波段选DFB（如CH₄、CO检测），3-6μm波段选ICL（如H₂O、HCl检测），平衡成本与灵敏度。 |
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