粉塵檢測技術最早誕生於(yu) 上世紀50年代，以英、美、日、德為(wei) 代表的發達國家率先開展相關(guan) 研究，並將其應用於(yu) 工礦揚塵監測等場景，用於(yu) 控製、預防由可吸入粉塵引發的各類職業(ye) 病。經過幾十年的發展，以光散射原理為(wei) 核心的粉塵檢測技術，也逐步進入空氣淨化器等民用領域。21世紀以來，隨著中國工業(ye) 化進程的加快，作為(wei) 副產(chan) 品的環境汙染問題也日益突出，城市居民的呼吸健康受到了霧霾問題的影響，於(yu) 是以“PM2.5”為(wei) 代表的顆粒物汙染檢測技術也首次進入大眾(zhong) 視野，成為(wei) 廣受社會(hui) 關(guan) 注的重點話題，PM2.5傳(chuan) 感器也逐步成為(wei) 室內(nei) 、車內(nei) 、公共場所空氣質量檢測的重要工具。

早期的粉塵傳(chuan) 感器，主要使用紅外LED作為(wei) 光源，通過電阻發熱以獲得熱氣流流動。當有空氣中有顆粒物通過時，接觸到LED光源之後發生散射，被光敏探測器接收到後產(chan) 生不同大小電信號，經放大、運算後得到檢測結果。此項技術中，由於(yu) LED散射光強度較低，加熱電阻產(chan) 生的氣流較弱，通常隻對直徑大於(yu) 1μm的較大顆粒有效，且隻能通過電信號占空比表征空氣中的顆粒物變化情況，測量數值誤差較大化，且無法適應塵源變化環境，難以實現對PM2.5等顆粒物的實時監測。

圖1、紅外LED粉塵傳(chuan) 感器示意圖及內(nei) 部結構

為(wei) 追求更高的性能，PM2.5傳(chuan) 感器開始引入激光技術，使用小功率半導體(ti) 激光器作為(wei) 光源，替代原有紅外LED。通過風扇或鼓風機，將采樣空氣推入激光光束所在區域，空氣中的顆粒物將激光散射，且不同粒徑的顆粒物散射角度、光強分布均有差異；通過在不同位置安裝光敏探測器，分別收集散射光並轉換為(wei) 電信號，分析後可快速獲得不同尺寸顆粒物的濃度，從(cong) 而實現高精度測量。與(yu) 紅外LED傳(chuan) 感器相比，激光傳(chuan) 感器具有如下優(you) 勢：

圖2、紅外LED及激光傳(chuan) 感器對比

除了室內(nei) 家電，車內(nei) 及室外環境下對PM2.5檢測的需求也日益強烈。麵對更複雜的使用環境，不但要求傳(chuan) 感器所用的小功率半導體(ti) 激光器具有穩定的出光功率，還可在極大的環境溫度變化範圍內(nei) 長期工作，故對激光器整體(ti) 可靠性提出了更高的要求。早期PM2.5傳(chuan) 感器多使用進口品牌，但近幾年山東(dong) 華光光電子股份有限公司在半導體(ti) 激光器研發中取得關(guan) 鍵技術突破，將高可靠性外延結構設計及生長、高質量腔麵鍍膜工藝、全自動金錫共晶工藝、全自動老化及測試分檔等先進技術引入小功率半導體(ti) 激光器製造領域，以650nm、790nm為(wei) 代表的小功率半導體(ti) 激光器產(chan) 品，可在下至-40℃、上至85℃的苛刻環境下穩定工作，已在PM2.5檢測領域獲得業(ye) 內(nei) 龍頭企業(ye) 及眾(zhong) 多客戶認可，多年以來已大規模應用於(yu) 室內(nei) 外、車載PM2.5傳(chuan) 感器中。

圖3、用於(yu) PM2.5粉塵傳(chuan) 感器的小功率半導體(ti) 激光器

後續，華光光電也將繼續發揮自身優(you) 勢，堅持走自主創新之路，大力推進技術革新，朝著先進光電子產(chan) 品和領先解決(jue) 方案的服務商奮進，引領國內(nei) 半導體(ti) 激光器邁上新的台階。