超连续光源的基础知识

更新时间：2025-12-25

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什么是超连续光源？

超连续光源（缩写; SC光源）是一种超连续激光器（英文; 超连续激光），这是一种发射特殊激光的光源。激光指的是相位光，即相干光。普通激光是单一波长的光，而SC光源则是多波长激光源，能同时发射多束相位光，覆盖非常宽的波长范围。据说当不同波长的光重叠时，光会变成白色。 SC光源发射的激光是一种相干光，被称为白色激光，因为它包含多种波长的光。

SC光源通过光纤电缆通过纳秒或皮秒的强力极短脉冲激光器产生这种光。

超连续光源的应用

由于SC光源发射的是宽波长范围内的相位光，光学相干断层扫描（光学相干断层扫描; OCT）、共軛焦显微镜、荧光成像以及医学、半导体和材料科学等其他领域都被用作光源进行精确观察。

OCT在医疗领域被用于观察身体的透明图像。 OCT利用光的干涉特性捕捉物体横截面或内部的三维图像。

在共軛焦显微镜中，SC光源的光通过物镜聚焦在观察表面的单一点，并观察材料发出的发光。

荧光成像是一种用于观察特定无色且透明的蛋白质和细胞的技术，这些蛋白质和细胞无法直接观察到。注入荧光试剂和荧光抗体后，施加激光激发待观测物体，观察发出的发光。

超连续光源原理

SC光源有两个主要单元，并以两级方式发射SC光。

在第一级中，脉冲宽度极短的激光源，如飞秒激光器、皮秒激光器和纳秒激光器，发射单波长的高峰值功率激光器。

在第二级中，第一级的激光通过高度非线性的波导。这里，高度非线性波导是指具有特殊结构和材料的光纤。

在光纤芯周围存在许多超薄的隧道状腔体，这些空腔在普通光纤中并不存在。其腔体从光纤连接到末端，就像磁芯一样。

通过这种特殊光纤，输入端原本只有一个波长的激光器变成了分布在宽带上的多波长激光。在这种情况下，多波长激光的光谱会根据核心周围腔体的数量和数量以及放置情况而变化。

波导发射的光的分布特性和发射效率高度依赖于这种特殊光纤的特性。这种特殊的光纤被称为高度非线性光子晶体光纤。

另一方面，为了产生宽带的SC光，必须从前级单波长的激光振荡器发射峰值功率约50千瓦的激光。飞秒激光器有三种类型：皮秒激光和纳秒激光，但截至2022年，飞秒激光器已供应给实验室，主要用作商业化的秒秒激光源。

如何选择超连续体光源

SC源发射的激光是一种多光学激光器，覆盖较宽波长范围。市场上有不同发光范围的产品，比如主要在红外区域发光的，有的在可见光区尽可能均匀地发光，还有主要在紫外区发光的产品。选择SC光源时，应考虑应用类型，选择能在适当区域发射激光的产品。

因此，SC光源目录规定了激光输出的波长范围。此外，还需要检查输出特性图，波长为水平轴，输出为垂直轴。

此外，我们还检查了整个功率范围的频谱重复率和频谱平均输出。

当前的SC光源通过通过高度非线性光子晶体光纤，将脉冲激光器从单波长激光单元转变为多波长激光群。因此，多波长激光器也是脉冲激光器。对于精确观测，激光功率保持恒定且不随时间变化（连续波; 缩写为CW）可能更合适。如果你需要更接近CW的激光，第一级会选择周期较短的激光。飞秒激光的周期最短，其次是皮秒激光，然后是纳秒激光。然而，飞秒激光也是该价位中最昂贵的，其次是皮秒激光和纳秒激光。

此外，许多SC光源及其外设目录中描述了该产品适合的应用。选择时参考应用示例也是个好主意。