超連續光源的基礎知識

更新時間：2025-12-25

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什么是超連續光源？

超連續光源（縮寫; SC光源）是一種超連續激光器（英文; 超連續激光），這是一種發射特殊激光的光源。激光指的是相位光，即相干光。普通激光是單一波長的光，而SC光源則是多波長激光源，能同時發射多束相位光，覆蓋非常寬的波長范圍。據說當不同波長的光重疊時，光會變成白色。 SC光源發射的激光是一種相干光，被稱為白色激光，因為它包含多種波長的光。

SC光源通過光纖電纜通過納秒或皮秒的強力極短脈沖激光器產生這種光。

超連續光源的應用

由于SC光源發射的是寬波長范圍內的相位光，光學相干斷層掃描（光學相干斷層掃描; OCT）、共軛焦顯微鏡、熒光成像以及醫學、半導體和材料科學等其他領域都被用作光源進行精確觀察。

OCT在醫療領域被用于觀察身體的透明圖像。 OCT利用光的干涉特性捕捉物體橫截面或內部的三維圖像。

在共軛焦顯微鏡中，SC光源的光通過物鏡聚焦在觀察表面的單一點，并觀察材料發出的發光。

熒光成像是一種用于觀察特定無色且透明的蛋白質和細胞的技術，這些蛋白質和細胞無法直接觀察到。注入熒光試劑和熒光抗體后，施加激光激發待觀測物體，觀察發出的發光。

超連續光源原理

SC光源有兩個主要單元，并以兩級方式發射SC光。

在第一級中，脈沖寬度極短的激光源，如飛秒激光器、皮秒激光器和納秒激光器，發射單波長的高峰值功率激光器。

在第二級中，第一級的激光通過高度非線性的波導。這里，高度非線性波導是指具有特殊結構和材料的光纖。

在光纖芯周圍存在許多超薄的隧道狀腔體，這些空腔在普通光纖中并不存在。其腔體從光纖連接到末端，就像磁芯一樣。

通過這種特殊光纖，輸入端原本只有一個波長的激光器變成了分布在寬帶上的多波長激光。在這種情況下，多波長激光的光譜會根據核心周圍腔體的數量和數量以及放置情況而變化。

波導發射的光的分布特性和發射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，為了產生寬帶的SC光，必須從前級單波長的激光振蕩器發射峰值功率約50千瓦的激光。飛秒激光器有三種類型：皮秒激光和納秒激光，但截至2022年，飛秒激光器已供應給實驗室，主要用作商業化的秒秒激光源。

如何選擇超連續體光源

SC源發射的激光是一種多光學激光器，覆蓋較寬波長范圍。市場上有不同發光范圍的產品，比如主要在紅外區域發光的，有的在可見光區盡可能均勻地發光，還有主要在紫外區發光的產品。選擇SC光源時，應考慮應用類型，選擇能在適當區域發射激光的產品。

因此，SC光源目錄規定了激光輸出的波長范圍。此外，還需要檢查輸出特性圖，波長為水平軸，輸出為垂直軸。

此外，我們還檢查了整個功率范圍的頻譜重復率和頻譜平均輸出。

當前的SC光源通過通過高度非線性光子晶體光纖，將脈沖激光器從單波長激光單元轉變為多波長激光群。因此，多波長激光器也是脈沖激光器。對于精確觀測，激光功率保持恒定且不隨時間變化（連續波; 縮寫為CW）可能更合適。如果你需要更接近CW的激光，第一級會選擇周期較短的激光。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，飛秒激光也是該價位中最昂貴的，其次是皮秒激光和納秒激光。

此外，許多SC光源及其外設目錄中描述了該產品適合的應用。選擇時參考應用示例也是個好主意。

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超連續光源原理

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