超連續(xù)譜光源（SC光源）又稱超連續(xù)譜激光器，是發(fā)射特殊激光的光源。激光是指具有相同相位的光，即相干光。普通激光器發(fā)射單一波長(zhǎng)的光，但 SC 光源是多波長(zhǎng)激光光源，可在很寬的波長(zhǎng)范圍內(nèi)同時(shí)發(fā)射多束相位對(duì)齊的光。據(jù)說(shuō)，當(dāng)不同波長(zhǎng)的光重疊時(shí)，光會(huì)變成白色。 SC光源發(fā)出的激光是相干光，由于包含各種波長(zhǎng)的光，因此被稱為白激光。

SC 光源通過(guò)將極短的納秒或皮秒周期的強(qiáng)大脈沖激光穿過(guò)光纖電纜來(lái)產(chǎn)生這種光。

超連續(xù)譜光源的應(yīng)用

SC光源發(fā)出較寬波長(zhǎng)范圍的相位對(duì)準(zhǔn)光，因此被用于光學(xué)相干斷層掃描（OCT）、共焦顯微鏡、熒光成像以及醫(yī)學(xué)、半導(dǎo)體和材料科學(xué)等其他領(lǐng)域。精密觀察的光源。

OCT在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域用于觀察體內(nèi)的透明圖像。 OCT 利用光的相干性來(lái)拍攝身體橫截面或內(nèi)部部分的三維圖像。

在共焦顯微鏡中，從SC光源發(fā)射的光通過(guò)物鏡聚焦在觀察表面上的單個(gè)點(diǎn)，并觀察從材料發(fā)射的發(fā)光光。

熒光成像是一種用于觀察無(wú)色透明且無(wú)法原樣觀察的特定蛋白質(zhì)和細(xì)胞的方法。添加熒光試劑和熒光抗體后，用激光激發(fā)待觀察物體，觀察發(fā)出的發(fā)光。

超連續(xù)譜光源原理

SC光源大致分為兩個(gè)主要單元，并分兩個(gè)階段發(fā)射SC光。

在第一級(jí)中，從飛秒、皮秒或納秒激光光源發(fā)射具有極短脈沖寬度的單波長(zhǎng)高峰值功率激光。

在第二級(jí)中，來(lái)自第一級(jí)的激光穿過(guò)高度非線性波導(dǎo)。這里，高非線性波導(dǎo)是具有特殊結(jié)構(gòu)和材料的光纖。

光纖的纖芯周?chē)性S多極細(xì)的隧道狀空腔，這是普通光纖所沒(méi)有的。腔體與纖芯一樣，從光纖的尖連接到末端。

通過(guò)這種特殊的光纖，輸入側(cè)的單波長(zhǎng)激光成為分布在寬帶上的多波長(zhǎng)激光。在這種情況下，多波長(zhǎng)激光的光譜根據(jù)纖芯周?chē)涨坏臄?shù)量和排列而變化。

從波導(dǎo)發(fā)出的光的波長(zhǎng)分布和發(fā)光效率高度依賴于這種特殊光纖的特性。這種特殊的光纖被稱為高度非線性光子晶體光纖。

另一方面，為了產(chǎn)生寬帶的SC光，需要從前級(jí)的單波長(zhǎng)激光振蕩器發(fā)射具有約50kW的極峰值功率的激光。激光器有飛秒激光器、皮秒激光器和納秒激光器三種。截至2022年，飛秒激光器正在供應(yīng)給實(shí)驗(yàn)室，商用的SC光源主要包括皮秒激光器和納秒激光器。

如何選擇超連續(xù)譜光源

SC光源發(fā)出的激光是覆蓋較寬波長(zhǎng)范圍的多光束激光。市場(chǎng)上有一些在不同區(qū)域發(fā)光的產(chǎn)品，例如主要在紅外區(qū)域發(fā)光的產(chǎn)品、在可見(jiàn)光區(qū)域發(fā)光盡可能均勻的產(chǎn)品以及主要在紫外區(qū)域發(fā)光的產(chǎn)品。選擇 SC 光源時(shí)，請(qǐng)考慮預(yù)期用途并選擇在適當(dāng)區(qū)域發(fā)射激光的產(chǎn)品。

因此，SC 光源目錄了輸出激光的波長(zhǎng)范圍。此外，還需要檢查輸出特性圖，橫軸為波長(zhǎng)，縱軸為輸出。

此外，檢查頻譜的重復(fù)頻率以及整個(gè)功率范圍內(nèi)頻譜的平均功率。

當(dāng)前的 SC 光源通過(guò)將單波長(zhǎng)激光單元發(fā)射的脈沖激光穿過(guò)高度非線性光子晶體光纖，將其轉(zhuǎn)換為多波長(zhǎng)激光組。因此，多波長(zhǎng)激光器也屬于脈沖激光器。為了精確觀察，連續(xù)波型（CW）可能是優(yōu)選的，其中激光輸出保持恒定而不隨時(shí)間變化。如果需要更接近連續(xù)波的激光器，第一級(jí)激光器的周期應(yīng)該更短。飛秒激光的周期最短，其次是皮秒激光，然后是納秒激光。然而，飛秒激光器的價(jià)格范圍最高，其次是皮秒激光器和納秒激光器。

此外，許多 SC 光源及其外圍設(shè)備的目錄都包含有關(guān)產(chǎn)品適用于哪些應(yīng)用的信息。在做出選擇時(shí)參考應(yīng)用示例也是一個(gè)好主意。