我们人类利用鼻子里的化学感受器来嗅出不同的气味和香味，但在工业气体检测中还有很多的其它方法可以利用。其中一个方式是使用红外激光器，让激光束穿过气体，投射到邻近的一个独立探测器上，测量该气体导致的光衰减程度。维也纳科技大学新的微型传感器将这两个过程集成在一个单一组件上，只用一个微型设备就可以进行红外辐射的发射和探测。

 “我们开发的激光器与普通的激光指针相去甚远，” 维也纳科技大学固态电子研究所的Rolf Szedlak解释说，“我们将其称之为量子级联激光器。它们是由不同材料的复杂分层系统组成的，在红外线范围内发射光线。”

 在这个分层系统上施加电压的时候，电子会穿过激光。如果材料和层厚度选择得合适，电子从一层穿越到另一层的时候，就失去部分能量。这些能量以光的形式释放出来，从而形成了红外激光束。

 “我们的量子级联激光器是圆形的，直径不到半毫米，” 维也纳科技大学微型和纳米结构中心主任Gottfried Strasser教授说，“它们的几何性质有助于确保激光只在一个特定的波长范围内发射光。”

 “这对于气体的化学分析再好不过了，因为很多气体只吸收特定量的红外光，” 维也纳科技大学化学技术和分析研究所的Bernhard Lendl教授解释说。因此，我们可以通过气体自己的红外“指纹”，可靠地将它们探测出来。要实现这一目的，需要一个有正确波长的激光，和一个测量被气体“吞噬”的红外辐射量的探测器。

 “我们的微型探测器有一个很大的优势，是将激光和探测器集于一身，” Rolf Szedlak教授说。为了实现这个功能，两个同轴的量子级联环被组装在一起，它既能够发射也能够探测光（根据操作模式），甚至对于两个波长差别不大的光线也能够进行操作。一个环发射激光，在被镜面反射回来之前，使其穿越气体。然后，第二个环接收反射气体并测量其强度。最后，两个环立刻切换角色，进行一下次测量。

 在测试这个新型传感器的时候，维也纳科技大学的研究团队遇到了非常艰巨的挑战：它们必须区分异丁烯和异丁烷，这两个分子,除了名字相似，也具有非常类似的化学性质。微型传感器出色地完成了这次测试，成功地识别出这两种气体。

 “激光器和探测器结合能带来诸多优势，”Gottfried Strasser说，“让我们能够生产出微型设备，还可以设计出一种集成结构，例如将多个微型传感器集成在一个芯片上，让该设备在不同的波长范围内同时工作。”从环境技术到医学，该技术的应用范围及其广泛。