量子点是一种新型的纳米材料,具有出色的光学性能,其发射波长可以通过其尺寸大小进行调整,通常具有光致发光量子产率高,尺寸依赖等独特的性质。近红外光的背景干扰小,穿透深度大,这使得近红外量子点在生物成像应用中具有优势。发射波长在近红外通信窗口内的量子点则有望应用在通信领域。近红外发光量子点可以应用于发光二极管,生物学,发光太阳能聚光器,掺杂玻璃/光纤和光学传感等方面。量子点由于其狭窄的半高全宽,宽吸收,高光致发光量子产率和尺寸可调发射等特性在制造发光二极管方面引起了广泛的关注。随着经济快速发展,我国工业化、城镇化进程加快,大气污染成为难以避免的严重问题。近年来,我国空气质量改善缓慢,大气污染物的排放总量长年居高。温室气体的排放会造成温室效应,使全球气温上升,威胁人类生存。因此,控制温室气体排放已成为全人类面临的一个主要问题。工业生产中会用到一些有害危险或易燃易爆的气体,因此,在环境监测、工业生产和煤矿安全等方面常常需要对特定的气体进行识别并检测其浓度。实际应用中多种气体在环境中通常共存,因此研究一种可同时检测多种气体的气体检测系统尤为重要。红外光谱法因其灵敏度高、选择性强、性能稳定、干扰小、使用寿命长等优点,得到了广泛的应用。本工作中设计了基于红外光谱检测法的气体检测系统,利用气体可吸收特定波长的光的特性,根据光谱吸收,反演出气体浓度。使用近红外量子点LED组成阵列作为光源,通过调节量子点的尺寸使其发光或吸收峰分别覆盖近红外区域内多种气体的特定吸收频率,可以用于同时检测多种气体。在光源与探测器之间设计了椭球反射器结构,可以使光强度提高,差分信号增强,从而提高气体检测系统的性能。同时,设计的基于近红外量子点LED及椭球结构的气体检测系统小型便携,具有良好的应用前景。具体如下:1、近红外量子点的合成与表征合成了PbSe量子点,并对其发光光谱、吸收光谱和TEM等方面进行表征。2、近红外胶体量子点LED制备与性能分析基于蓝光Ga N发光二极管,采用Pb Se量子点荧光粉进行光转换,制备了Pb Se量子点发光二极管,3、椭球反射器模型的建立和仿真优化建立椭球反射器模型,通过仿真计算选择优化的参数4、气体检测系统的建立和性能测试使用近红外量子点LED组成阵列作为光源,将光源置于椭球反射器的一个焦点上,气体探测器置于椭球反射器的另一个焦点上,参考探测器紧邻气体探测器。组成气体检测系统进行气体实验,测试系统对不同气体的灵敏度、精度、选择性等性能。