超连续光源
基于超连续谱光源的光学相干层析技术研究进展
基于超连续谱光源的光学相干层析技术研究进展【摘要】近年来，超连续谱光源发展迅速，其光谱平坦度、宽度及功率水平有着显著的提高。
基于此，新型光学成像技术——光学相干层析技术（OCT）的研究也不断取得新的进展，由于其具有良好的分辨率和可实时成像的优点，可应用在医学组织、工业材料及珠宝的检测中。
本文介绍近年来国内外基于超连续谱光源的光学相干层析技术研究进展，同时对其进一步的发展及应用给予了展望。
【关键词】光电子学光学相干层析超连续谱光源1 引言OCT技术是基于光学相干特性的医学成像技术，早期的白光干涉测量法是它的理论基础，光学相干层析成像的概念于1991年被首次提出[1]。
在此后十几年里，OCT得到了快速的发展，其分辨率以及性能都有很大的提高与发展，同时也开发出多种成像模式，如多普勒OCT、光谱OCT、差分吸收型OCT、偏振敏感OCT、与双光子荧光或超声结合的OCT技术。
光学相干层析技术与传统超声成像、X射线成像、CT及MRI相比，有着明显的优势：采用非侵入式光学成像技术，能够检测生物组织不同深度层面对入射弱相干光的背向反射或几次散射信号，通过扫描，可得到生物组织二维或三维结构图像；它能对活体组织进行实时、高分辨率断层成像，对活体组织内部机构的生理、病理变化过程进行精确的分析和诊断。
OCT可应用在眼科临床诊断，牙齿断层扫描、皮肤病学研究，珍珠层厚度检测等领域，最具诱惑力的应用在于它对人体癌变和心血管疾病的早期准确诊断。
经过20多年的发展，OCT的分辨率已经达到了微米量级。
2 光学相干层析技术的研究进展1991年，美国麻省理工大学的D.Huang等人首次提出了光学相干层析技术的概念，并通过实验成功演示了人类视网膜和动脉粥样硬化噬菌斑的活体成像，所用光源选用830nm的超辐射发光二极管（SLD），轴向分辨率10μm[1]。
此后，OCT技术得到了突飞猛进的发展，不论是其分辨率还是性能上都有了很大的提高和发展。
声光调Q纳秒脉冲全光纤超连续谱光源
Ｆｉ ｇ． １ Ｓ ｃ ｈ ｅ ｍａ ｔ ｉ ｃ ｏ ｆ ａ ｌ ｌ ｆ ｉ ｂ ｅ ｒ ｐ ｕ ｌ ｓ ｅ ｄ ｌ ａ ｓ ｅ ｒ
图 １ 全 光 纤 脉 冲 光 纤 激 光 器 结构 示 意 图
摘 要 ： 基 于 声 光 调 Ｑ 技术 的 纳 秒 脉 冲 光 纤 激 光 超 连 续 谱 光 源 系 统 为 全 光 纤 结 构 ， 使 用 普 通 的 传 能 光 纤 作 为 超 连 续 谱 的产 生 介 质 ， 通过改变泵浦 功率和调制频率 ， 可 获 得 不 同 的超 连 续 谱 输 出 。 实 验 结 果 表 明 ： 泵 浦功率越大 ， 调制频率越低 ， 传能光纤越长 ， 光 谱 展 宽 越 宽 。 当传 能 光 纤 为 ２ ０ ０ ｍ、 调制 频 率 为 １ ｋ Ｈｚ 、 占 空 比 为 １ ． ０ 、 泵浦功率 为 ４ ． ６ ８ ｗ时， 获得谱线宽度超过 ７ ０ ０ ｎ ｍ 的超 连续 谱 输 出 。该 系 统 可作 为 超 连 续 谱 光 源 的 一 种参考方案 。 关键词 ： 脉冲光纤激光器 ； 声光调制 ； 超 连续谱 ； 占空 比
槲 一
激 光器 作 为激光 种 子源 ， 但是 这些 种 子源 功率 一般 较小 ， 获得 ｋ ｗ 级 的峰 值 功 率一 般 需 要 ４ ０ ｄ Ｂ以 上 的增益 ，
要 进行 多级 放大 ， 系统复 杂 。而且 最后 一级 需要 用 大模 场直径 的光纤来 缓解 放大 自发 辐射 和非线 性效 应 ， 很 难
鬻
子 分裂 、 调 制不 稳定 性 （ ＭＩ ） 等ｌ １ ］ ， 目前 大多 数方 案都 是基 于光 子 晶体 光 纤 （ Ｐ Ｃ Ｆ ） 较 强 的非 线性 效 应 和可控 的
超连续光源 SC-Pro 说明书
Supercontinuum SourcesSC-ProInstruction ManualRead this instruction manual carefully before operating the equipmentContentContent .......................................................................................... - 1 -Product Overview............................................................................. - 2 -1.Introduction................................................................................................................ - 2 -2.Basic configuration .................................................................................................... - 2 -3.Dimension (L*W*H) ................................................................................................. - 3 -Product Operation ........................................................................... - 3 -1.Unpacking and packing demonstration...................................................................... - 3 -2.Front panel’s function ................................................................................................ - 4 -3.Back panel’s function................................................................................................. - 5 -4.Collimated optics ....................................................................................................... - 6 -Panel Control .................................................................................. - 7 -1.Switch on the Laser.................................................................................................... - 7 -2.Switch off the Laser ................................................................................................... - 9 -3.Failure Alarm ........................................................................................................... - 10 -Remote Control.............................................................................. - 11 -1.Software setting ....................................................................................................... - 11 -2.Switch on the Laser.................................................................................................. - 11 -3.Switch off the Laser ................................................................................................. - 12 -Product Parameters ....................................................................... - 13 -1.Electrical characteristics .......................................................................................... - 13 -2.Optical characteristics .............................................................................................. - 13 -Daily Maintenance and Storage..................................................... - 13 -1.Clean and maintenance ............................................................................................ - 13 -2.Storage conditions.................................................................................................... - 13 -3.Operation condition ................................................................................................. - 13 -Safety considerations ..................................................................... - 14 -Contact Address............................................................................. - 15 -Warning: Strong reflected laser beam back into the SC output may damage the SC.If you need high visible light power,5MHz and more than 70% power would be suggest.If you need high pluse energy, 1MHz and more than 80% power would be suggest.The higher the power, the more stable the spectrum.Product Overview1.IntroductionSupercontinuum source SC-Pro is the latest high power supercontinuum laser with variable repetition rate. It delivers a wide spectral output ranging from 410nm to 2400nm with up to 4W total power. SC-Pro is a short pulse, MHz repetition rate source based on MOPA architecture providing excellent reliability and lifetime. High spectrum density over the whole spectrum makes it the ideal source for the various applications like fluorescence, nanophotonics, flow-cytometry, OCT and etc.2.Basic configuration3.Dimension (L*W*H)360mm*260mm*125mmProduct Operation1.Unpacking and packing demonstration Output Collimator2.Front panel’s functionA.Key Switch: Clockwise rotate 90 degrees to turn on the Laser,counterclockwise rotate 90 degrees to turn off;B.Touch Screen: Displays the parameters, control the system;C.Output Collimator: Collimated free space output.3.Back panel’s functionA.Power interface: Connect the power adapter to supply power;B.Interlock: Connect the Interlock (as following) when use the Laser;A. Power InterfaceB. InterlockC. SMA PortD. USB InterfaceInterlock Pin Definition：Pin8,Pin9 short circuit, Laser normalwork；Pin8,Pin9 disconnect, Laser warming,Error 8: InterLock alarmC.SMA port: The SMA interface will output a pulse square wave signalloaded 50Ω with the same pulse and the same frequency;B Interface: Connect the computer to control the Laser.4.Collimated opticsA.Collimated optics, output the lightB.SC output holder, mounting the SC outputC.Cover, cover the collimated opticsCoverCollimated opticsCautions:A strong reflected laser beam back into the output fiber may damage the laser.Please increase or decrease the power gradually to the maximum or minimum.Panel Control1.Switch on the Laser（1）Connect the Power Adapter, plug the Interlock, Screw off theOutput Collimator Cover. Then turn on the Key Switch , you can see（2） About 3 seconds later, switch to the following interface;Increase powerDecrease powerClick the “Repetition Rate”, Input the frequency.（3）Press the “ON/OFF” button, the “System Status” will display “Stp:1”, “Stp:2”, “Stp:3”, “Stp:4”, “Stp:5”, "ON" in turn;（4）Then you can just set up the Power from 0%→50%→100% gradually by the keyboard.* Change the frequency:（1）Decrease the power form 100%→50%→0%, press the “ON/OFF” to turn off the Laser;（2）Input the frequency;（3）Repeat the switch on the Laser step 3 and 4.2.Switch off the Laser（1）Decrease the power from 100%→50%→0% gradually; Press“ON/OFF”, and then “System Status” displays “OFF”;（2）Turn off the Key Switch;（3）Screw on the Output Collimator Cover;（4）Please disconnect the Power Adapter and Interlock while it’s in idle state for a long time.3.Failure AlarmAlarm description:Error 1-5: circuit module alarmError 6: frequency alarmError 7: temperature alarmError 8: InterLock alarmContact us immediately when the following happens:Remote Control1.Software settingBefore the operation, you should install the Laser USB driver, connect the Power Adapter and the Interlock and make sure the USB cable communicated well, Screw off the Output Collimator Cover.（1）Open the software as follow;（2）You could see the operational window.2.Switch on the Laser（1）Click the “Power On”；Replied “power onsuccessful”;（2）Input the Frequency, click the “Setting”; Replied “Freq set”;（3）Click the “Laser On”; Replied “Laser on”;（4）Input Power from 1% →50% →100% gradually, and click the “Setting” every time; Replied “Power set”.* Change the frequency:（1）Decrease the power form 100%→50%→1%, click the “setting” every time;Replied “Power set”;（2）click the “Laser Off”;（3）Input the frequency and click the “setting”;（4）Repeat the step 3 and 4.3.Switch off the Laser（1）Decrease the power from 100%→50%→1%gradually, and click the “Setting” every time; Replied“Power set”;（2）Click the “Laser off”;（3）Click the “Power off”;（4）Screw on the Output Collimator Cover;（5）Please disconnect the Power Adapter andInterlock while it’s in idle state for a long time.Product Parameters1.Electrical characteristicsINPUT：100～240V AC 50/60Hz 2APower dissipation：100～130W2.Optical characteristicsPlease see the test report for details.Daily Maintenance and Storage1.Clean and maintenancePlease cover the output head with the dust-cap to avoid dust pollution while it’s in idle;Keep the laser body clean, don’t let the body and power adapter touch water.2.Storage conditionsTemperature: 25 ℃(± 20 ℃), humidity : 60% or less.3.Operation conditionTemperature: 25 ℃(±5 ℃), humidity: 60% or less.Safety considerations1.Strong reflected laser beam back into the SC output maydamage the SC；2.Don’t direct looking at the output of the SC at any time in anycase；3.Don’t put things in the air passage in case it’s clogged;4.Don’t place heavy objects on the laser body;5.Don’t put the output collimator toward people or any other reflectivesurface in case causing any personal injury;6.Don’t check the laser directly with your eyes unless you sure thedevice is in power-down state while the laser may lunch infrared and ultraviolet light invisible but harmful to your eyes;7.Be sure that the laser is out of power before checking the device;8.Don’t stare at the emission port directly even you wear the laserprotective glasses;9.Don’t put any low ignition substance on the laser such as theflammable, explosive materials etc;10.Be sure that the laser is placed in non-professionals can’t touch;11.Don’t shoot the laser light to the glass since the normal glass withabout 4% reflectivity and reflect light back to your eyes to cause harm;12.Please take off your watch when you use the laser in case the watchsurface reflecting light into your eyes;13.Please use a detector or conversion film to locate the laser light sincethe light beyond 800nm is totally invisible;14.We strongly recommend that you should wear a pair of laser gogglescorresponding to laser in specific wavelength to protect your eyes when you using the laser for working;15.We recommend that you wear a long suit of white clothes. For it willnot burn your clothes then cause a fire even the laser irradiate to your body.Contact AddressWuhan Yangtze Soton Laser Co., Ltd.80# Fifth Hi-tech Avenue, East Lake Hi-tech Development Zone, Wuhan, P.R. ChinaTel: +86 27 87204039Fax: +86 27 87179217E-mail：**********************Web: 。
ase光源和超连续谱光源
ase光源和超连续谱光源
ASE光源（Amplified Spontaneous Emission）和超连续谱光
源是光学领域中常见的两种光源，它们在光通信、光谱分析、生物
医学等领域具有重要的应用价值。
首先，我们来谈谈ASE光源。
ASE光源是一种通过光放大器产
生的宽带光谱的光源。
它利用光放大器中的受激辐射过程产生的自
发辐射，产生了一个连续的光谱，其频谱宽度可以覆盖数百纳米到
数微米的范围。
ASE光源具有高亮度、高光谱纯度和较高的输出功
率等优点，可用于光通信中的光放大器、光谱分析中的光源等领域。
接下来，让我们来看看超连续谱光源。
超连续谱光源是一种产
生宽带光谱的光源，其特点是具有非常宽的光谱带宽，通常可以覆
盖数百纳米到数千纳米的范围。
超连续谱光源通常是通过非线性光
学效应（如超短脉冲激光在光纤中的非线性效应）产生的。
超连续
谱光源具有高光谱亮度、高光谱纯度和宽带宽等特点，广泛应用于
光谱分析、光学成像、生物医学诊断等领域。
从应用角度来看，ASE光源通常用于需要高亮度和较窄光谱带
宽的场合，如光通信中的光放大器和光源。
而超连续谱光源则更适
用于需要非常宽的光谱带宽和高光谱亮度的场合，比如光谱分析中需要覆盖宽波段的光源和光学成像中需要高分辨率的光源。
综上所述，ASE光源和超连续谱光源都是重要的光源技术，在不同的应用场合具有各自的优势和特点，能够满足不同领域对光源的需求。
在未来，随着光学技术的不断发展，这两种光源技术也将不断得到改进和拓展，为光学应用领域带来更多的创新和发展。
基于低非线性系数光子晶体光纤的全光纤高效超连续谱光源
泵浦 ， 由于 空 问光耦合 进 入 Ｐ Ｆ的效率 低 ， Ｃ 限制 了系 统产 生 超 连续 谱 的效 率 ， 效 率 一 般 小 于 ３ 。在 全 光 其 ｏ
纤 结构 的超 连续 谱光 源 中 ， 了提 高 Ｐ Ｆ的转换 效率 ， 都采 用 非线 性 系 数很 高 的 Ｐ Ｆ 一 般 都大 于 ３ 为 Ｃ 大 Ｃ （ ０ ｗ
全 光纤 Ｓ 光源 的实 验装 置如 图 １所示 ， Ｃ 光纤 锁模 激光 器输 出 中心 波长 １０ ４１ 脉 宽 ４ ５ｐ 、 复 频率 ５ ｌ ｍ、 ． ｓ重
获 得 的 超 连 续 谱 波 长 覆 盖 范 围宽 于 ６０ ｌ７ ０ｎｌ ５ ～ ０ １。输 入 光 子 晶 体 光 纤 的 泵 浦 光 功 率 为 ７０ｍｗ ， 出超 连 续 ］ ４ 输 光 功率 为 ６ ０ｍＷ ， 换 效 率 大 于 ９ 。 实 验 研 究 了超 连 续 光 谱 展 宽 的过 程 ， 理 论 上 进 行 了分 析 解 释 。 ７ 转 Ｏ 从 关 键 词 ： 光 子 晶 体 光纤 ； 超 连 续 谱 ； 全 光 纤 ； 转 换 效 率
摘 要 ： 报 道 了一 种基 于 低 非 线 性 系 数 光 子 晶体 光 纤 的 全 光 纤 高 效 率 超 连 续 谱 产 生 系 统 。将 光 纤 锁 模
激 光 器 输 出 的 脉 宽 ５ｐ 、 复 频 率 ２ ｓ重 ０ ＭＨｚ平 均 功 率 ５ 、 Ｏ ｍｗ 的 脉 冲 ， 入 到 １ ｍ 的 大 模 场 光 纤 中进 行 放 大 ， 输 ５ｔ ｔ 通 过 与 两 级 芯 径 较 小 的短 光 纤 模 场 匹 配缩 小 输 出 的 模 场 直 径 后 ， 人 到 ２ 低 非 线 性 系 数 的光 子 晶 体 光 纤 ， 输 ０ｍ
有 较 大 模 场 的 低 非 线 性 系 数 的 Ｐ Ｆ Ｊ 线 性 系 数 １ Ｃ （， ｋ １ｗ ・ｋ ｍ ， 芯 直 径 ４ ８ ｍ ， 场 直 径 ４ ｍ） 产 生 的 超 纤 ． 模 ， 连 续 光 谱 范 围 宽 于 ６ ０ １７ ０ｎ 。 ５ ～ ０ ｍ
绿光泵浦超连续光源
绿光泵浦超连续光源
绿光泵浦超连续光源是一种现代光学装置，它能够产生稳定且连续的绿色激光光束。
这种光源具有多种应用，如医学、工业和科学研究等领域。
绿光泵浦超连续光源的工作原理是利用激光器通过泵浦光源激发一个具有特殊结构的材料。
这个材料被激发后，会发出绿色的激光光束。
与传统的激光光源相比，绿光泵浦超连续光源具有更高的能量转换效率和更长的使用寿命。
在医学领域，绿光泵浦超连续光源被广泛应用于激光治疗和激光手术。
它可以用于治疗眼部疾病，如近视、角膜病变和白内障等。
此外，它还可以用于皮肤美容，如祛斑、祛痣和去除纹身等。
在工业领域，绿光泵浦超连续光源可以用于激光切割和激光焊接。
它的高能量和高精度使得它成为一种理想的工具。
例如，在汽车制造过程中，它可以用于切割金属零件和焊接车身。
在科学研究领域，绿光泵浦超连续光源可以用于光谱分析和光学实验。
它的稳定性和高分辨率使得研究人员能够更好地观察和研究微观世界的现象。
绿光泵浦超连续光源是一种重要的光学装置，它在医学、工业和科学研究等领域都有广泛的应用。
它的高能量转换效率和长寿命使得它成为一种理想的光源。
通过不断的发展和创新，绿光泵浦超连续
光源将在更多领域发挥重要作用，推动人类社会进步和发展。
超连续光谱光源
超连续光谱光源超连续谱光源在众多科学领域具有广泛而重要的应用，近年来一直是国际研究热点。
此调研回顾了利用连续光激光器和脉冲光激光器抽运光子晶体光纤产生超连续谱广元的形成机制以及近几年来两种机制下高功率超连续谱光源所取得的进展，分析了在提高超连续谱光源输出平均功率过程中所需要克服的难题。
报道了国防科学技术大学通过优化超连续谱光源的整体结构，攻克了低损熔接、光纤端面抗损伤、热处理以及非线性效应的有效控制等关键技术，成功研制出一种全光纤结构、输出平均功率为177.6w的超连续谱光源，光谱范围覆盖1064-2000nm，10db光谱带宽约740nm，光-光转换效率高达56%，功率水平为国际领先。
背景窄带入射脉冲在介质中由于极度的非线性光谱展宽效应而产生的宽带连续谱被称为超连续谱(super continuum)，如图1.1所示。
超连续谱的产生由Alfano和shapiro[1,2]在块状玻璃中发现并首次报道，他们发现当波长为530nm、脉冲能量为5mJ的皮秒脉冲在块状BK7玻璃中传播后，可以获得波长从400到700nm的覆盖整个可见光范围的白光光谱。
之后超连续谱被广泛地研究，包括固体、有机和无机液体、气体以及各种类波导中产生超连续谱。
图1.1 超连续谱光源90年代后期光子晶体光纤形式的新型光波导的产生吸引了科学界广泛的兴趣，引发了一场通过超连续谱的产生来获得超宽带高亮度光谱的革命[3-5]。
1992年彻Russell等人首次提出PCF(Photonic Crystal Fiber ,PCF)的概念，1996年J.C.Knight等人成功拉制出世界上第一根PCF[6],之后对PCF的特性的研究迅速展开。
图1.2是PCF的横截面示意图，灰色区域是二氧化硅，白色区域是空气孔(air holes)，黑色区域是聚合体涂覆层(polymer coating)，d是空气孔的直径，Λ是空气孔的间距。
由图可看出PCF的包层由周期性排列的微米量级空气孔所组成。
超连续谱光源在光纤传感中的作用
超连续谱光源在光纤传感中的作用一、超连续谱光源概述超连续谱光源是一种特殊的光源，它能够产生宽广的光谱覆盖范围，从紫外到红外区域。
这种光源的产生通常依赖于非线性光学过程，如自相位调制、四波混频等。
与传统的窄带光源相比，超连续谱光源具有独特的优势，特别是在光纤传感领域，它能够提供更为丰富的光谱信息和更高的分辨率。
1.1 超连续谱光源的基本原理超连续谱光源的产生基于非线性介质中的非线性效应。
当一个强激光脉冲通过非线性介质时，由于介质的非线性响应，激光脉冲的光谱会经历显著的展宽，从而形成超连续谱。
这个过程涉及到多种非线性效应，包括自相位调制、四波混频、交叉相位调制等。
1.2 超连续谱光源的特点超连续谱光源具有以下特点：- 光谱宽度大：超连续谱光源能够覆盖从紫外到红外的广泛光谱范围。
- 光谱平坦：超连续谱的光谱分布相对平坦，有利于在传感中实现均匀的光谱采样。
- 可调谐性：通过调整泵浦源的参数，可以改变超连续谱的中心波长和光谱宽度。
- 高亮度：超连续谱光源通常具有较高的光输出功率，有利于提高传感系统的信噪比。
1.3 超连续谱光源的类型超连续谱光源有多种类型，包括基于光纤的超连续谱光源、基于固体介质的超连续谱光源等。
每种类型的光源都有其特定的应用场景和优势。
二、超连续谱光源在光纤传感中的应用光纤传感是一种利用光纤作为传感媒介的技术，它可以检测温度、应力、折射率等物理量的变化。
超连续谱光源由于其宽广的光谱特性，在光纤传感中发挥着重要作用。
2.1 光纤传感的基本原理光纤传感的基本原理是利用光纤对外界环境变化的敏感性。
当光纤受到温度、应力等因素的影响时，其光学特性（如折射率、光程等）会发生变化，从而引起传输光的相位、强度、频率等参数的改变。
通过测量这些变化，可以推断出被测量的物理量。
2.2 超连续谱光源在光纤传感中的优势超连续谱光源在光纤传感中的优势主要包括：- 多参数检测：由于超连续谱光源具有宽广的光谱，可以同时检测多个物理量。
多芯光子晶体光纤高功率超连续谱光源
芯直 径 为 １ ５ ｍ。所 用 的七芯 Ｐ Ｃ Ｆ 由光纤 光 缆 制 备技 术 国 家重 点 实 验 室拉制 ， 其 端 面 电镜 扫 描 照 片 如 图 １所 示 。空 气 孔 间 距 为 ３ ． ２ ６
ｆ ｍ， 最 内层空 气孔 直径 为 １ ． ２ ｍ， 其 他空气 孔 直径 为 １ ． ４ ７ ｆ ｍ。数 值 计算 表 明其 同相超模 的零 色散 波长 为 １ １ １ ７ ｎ ｎ ｌ ， 在 １ ０ ６ ４ ｎ ｒ ｎ处 的模 场 分布 直径 大约 为 １ ８ ｆ ｍ。采 用 Ｐ Ｃ Ｆ后 处理 技术 把多 芯 Ｐ Ｃ Ｆ输 入端 面
第２ ５卷第 ５期
２ ｏ ￣ ． ３ 年 ５月
强 激 光 与 粒 子 束
ＨＩ Ｇ Ｈ ＰＯ Ｗ ＥＲ ＬＡ ＳＥＲ Ａ ＮＤ ＰＡ Ｒ Ｔ Ｉ ＣＬＥ ＢＥＡ Ｍ Ｓ
Ｖｏ １ ． ２５，Ｎ Ｏ ． ５
Ｍａ ｙ，２ ０ｌ ３
文章编号 ： １ ０ ０ １ — ４ ３ ２ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ — １ ０ ７ ３ — ０ ２
性 差别较 小 。因此 ， 采用 高 功 率 掺 镱 光 纤激 光 泵浦 多 芯 Ｐ Ｃ Ｆ是 一 种 实 现 高 功率 超 连续 谱 产生 的潜 在 方 案 。 ２ ０ １ １年 ， Ｇａ ｂ ｒ ｉ ｅ ｌ ｅ Ｍａ ｎ ｉ ｌ ｉ 等报 道 了采用 中心 波长 为 １ ０ ６ ４ ｎ ｍ 的亚 ｎ ｓ 量 级 Ｎｄ ： ＹＡＧ调 Ｑ微 芯 片激光器 泵浦 双 折 射多芯 Ｐ Ｃ Ｆ实现 宽带 的超 连续谱 产 生ｎ ］ 。２ ０ １ ２年 ，Ｆ ａ ｎ ｇ Ｘ ｉ ａ ｏ ｈ ｕ ｉ 等 使 用 自行 搭 建 的飞 秒 光纤 激 光器 泵浦 Ｐ Ｃ Ｆ实现 了 ５ ． ４ Ｗ 高功率 超连 续谱 输 出 ］ 。文 献 Ｅ １ — ２ ］ 报道 的基 于多 芯 Ｐ Ｃ Ｆ的超连 续谱光 源 的平均输 出功 率 相 对较低 ， 并 且泵浦 激 光是采 用透 镜耦 合进 入到 多 芯 Ｐ Ｃ Ｆ 中。空 间耦 合 结构 会 降低 系统 的稳 定 性 和实 用 性 ，
超连续光谱光源
超连续光谱光源超连续谱光源在众多科学领域具有广泛而重要的应用，近年来一直是国际研究热点。
此调研回顾了利用连续光激光器和脉冲光激光器抽运光子晶体光纤产生超连续谱广元的形成机制以及近几年来两种机制下高功率超连续谱光源所取得的进展，分析了在提高超连续谱光源输出平均功率过程中所需要克服的难题。
报道了国防科学技术大学通过优化超连续谱光源的整体结构，攻克了低损熔接、光纤端面抗损伤、热处理以及非线性效应的有效控制等关键技术，成功研制出一种全光纤结构、输出平均功率为177.6w的超连续谱光源，光谱范围覆盖1064-2000nm，10db光谱带宽约740nm，光-光转换效率高达56%，功率水平为国际领先。
背景窄带入射脉冲在介质中由于极度的非线性光谱展宽效应而产生的宽带连续谱被称为超连续谱(super continuum)，如图1.1所示。
超连续谱的产生由Alfano和shapiro[1,2]在块状玻璃中发现并首次报道，他们发现当波长为530nm、脉冲能量为5mJ的皮秒脉冲在块状BK7玻璃中传播后，可以获得波长从400到700nm的覆盖整个可见光范围的白光光谱。
之后超连续谱被广泛地研究，包括固体、有机和无机液体、气体以及各种类波导中产生超连续谱。
图1.1 超连续谱光源90年代后期光子晶体光纤形式的新型光波导的产生吸引了科学界广泛的兴趣，引发了一场通过超连续谱的产生来获得超宽带高亮度光谱的革命[3-5]。
1992年彻Russell等人首次提出PCF(Photonic Crystal Fiber ,PCF)的概念，1996年J.C.Knight等人成功拉制出世界上第一根PCF[6],之后对PCF的特性的研究迅速展开。
图1.2是PCF的横截面示意图，灰色区域是二氧化硅，白色区域是空气孔(air holes)，黑色区域是聚合体涂覆层(polymer coating)，d是空气孔的直径，Λ是空气孔的间距。
由图可看出PCF的包层由周期性排列的微米量级空气孔所组成。
超连续谱光源 SC-OEM 使用说明书
邮 箱：**********************电 话：************超连续谱光源SC-OEM使用说明书请在使用本产品前， 认真阅读使用说明书注意：禁止反射光进入激光准直头中，以免损坏激光器光谱稳定性随功率增加，更加稳定。
目录目录.... ... ... ... ... .. .. .. .. .. .. .. .. .. . .. . .. . . 1 激光器使用（电器连接及接口定义）. (2)一、远程开机顺序 (2)二、远程关机顺序 (4)三、移动设备控制 (4)四、日常保养及存储 (5)五、安全事项 (6)联系方式 (7)激光器使用（电器连接及接口定义）激光器面板接口IN’LOCK：用25针串口保护锁，防止激光器损坏，使用时必须连接锁死；RS232：连接蓝牙模块；USB接口：连接电脑，通过控制软件控制激光器功率，重复频率，并可以用来查询当前激光器温度及激光器状态；Power：激光器为24V供电，要求电源输出为+24V/8A直流；NIM：同步输出信号，输出电压-1--0.8V；TTL：同步输出信号，输出电压+3.3V；GATE：预留接口，暂未使用。
一、远程开机顺序A.首先打开安装包安装PL2303驱动；B.用USB线连接PC和激光器，并取下激光器输出准直头的保护盖；接通激光器电源，激光器上电后，打开Laser.exe软件，如上图。
软件会自动识别并连接端口，点击“状态查询”信息窗口会显示当前激光器温度、频率、功率等信息，此时软件与激光器连接，可以进行正常操作。
若信息窗口显示“设备未响应”则需要重新连接USB线，更换PC端接口，重新打开软件重复上述操作；C.选择频率值，并点击频率设置。
窗口返回值“频率收到”。
D.激光器频率为0.1-25MHz可调。
E. 点击激光开启，激光器开启可以正常输入功率值；F. 输入功率值，需按0%→30%→50%→80%→100%逐步加到满功率，每次输入功率值后，必须点击“功率设置”。
超连续谱脉冲激发光源安全操作及保养规程
超连续谱脉冲激发光源安全操作及保养规程1. 引言超连续谱脉冲激发光源（以下简称光源）是一种利用强光脉冲激发样品的装置。
由于光源的高功率输出和特殊的工作原理，正确的操作和保养对人员和设备的安全至关重要。
因此，本文档旨在提供超连续谱脉冲激发光源的安全操作和保养指南。
2. 安全操作光源的安全操作是确保人员和设备安全的基础。
在操作光源之前，请务必遵循以下指南：2.1 穿戴安全装备在操作光源之前，确保穿戴适当的个人防护装备，包括耐热手套、护目镜和防护服。
这些装备可以有效地保护您的身体免受激光辐射、高温和其他潜在危害。
2.2 避免直接暴露在操作光源时，应避免直接暴露于光源的脉冲激发光线下。
直接暴露可能对眼睛造成损害，因此务必遵守以下指导原则： - 不要直视脉冲激发光线； - 使用安全眼镜或护目镜保护眼睛； - 确保工作区域与操作区域分隔开。
2.3 正确使用控制面板在操作光源时，应仔细阅读和理解设备控制面板上的指示和操作步骤。
确保正确操作控制面板以避免潜在的安全风险。
2.4 避免使用损坏的设备在使用光源之前，请检查设备是否有明显的损坏或故障。
如果发现损坏或故障，请立即停止使用，并联系维修人员进行维修或更换。
2.5 定期进行培训和演练为了确保光源的安全操作，应定期组织培训和演练。
培训和演练可以帮助操作人员熟悉操作流程和应急措施，提高操作的安全性。
3. 保养规程正确的保养可以延长光源的使用寿命并确保其正常运行。
以下是保养光源的基本指南：3.1 定期清洁光源定期清洁光源是保持光源正常运行的重要步骤。
使用柔软的、干净的布清洁光源的外壳和控制面板。
注意避免使用水或任何液体直接清洁光源。
3.2 检查电气连接定期检查电气连接的稳固性，确保插头、插座和电源线没有任何损坏或松动。
如果发现损坏或松动的情况，请立即修复或更换。
3.3 调整光源参数根据实际需求，定期检查和调整光源的参数。
确保光源的输出功率、波长和脉冲频率等参数符合要求。
【国家自然科学基金】_超连续谱光源_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140731
科研热词 频谱展宽 非线性光学 锁模 超连续谱 超连续光源 多波长输出 全光纤 光子晶体光纤
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1
2011年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
科研热词 超连续谱 光子晶体光纤 光纤激光器 光电子与激光技术 锥形光纤 远场荧光成像 超连续谱光源 超分辨显微成像 被动锁模光纤激光器 色散 结构光照明 纳米分辨 相干反斯托克斯拉曼散射 皮秒脉冲光纤激光器 皮秒光纤激光器 单分子定位 分子振动谱 全光纤超连续谱(sc)光源 光子晶体光纤(pcf) 信息光学 主振荡功率放大
推荐指数 3 3 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2012年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
科研热词 超连续谱 光纤激光器 光子晶体光纤 高功率 锁模 超连续谱产生 超短脉冲 调制 虚拟超谱图 掺铥光纤放大器 成分分析 微弱信号 多维漫反射光谱 复杂混合溶液 增益开关 全光纤 偏最小二乘回归 信噪比
2014年 序号 1 2 3 4 5
科研热词 被动锁模 激光器 半导体可饱和吸收镜 光纤激光器 光纤光栅
推荐指数 1 1 1 1 1
推荐指数 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2013年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33
2013年 科研热词 超连续谱 光子晶体光纤 激光器 主振荡功率放大 高脉冲能量 非线性光纤光学 非线性光学 锥形光子晶体光纤 锁模 连续波光纤激光器 超连续谱光源 调制不稳定性 自适应分步傅里叶法 纳秒光纤激光器 相干特性 白光超连续谱 氟化物玻璃光纤 放大 掺铥双包层光纤放大器 多芯光子晶体光纤 四波混频 同相超模 全正色散 光谱重心 光谱学 光纤激光器 光纤光学 光电子与激光技术 光束质量 光场分布 交叉相位调制 主振荡功率放大器 中红外超连续谱 推荐指数 6 3 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
超连续光谱使用手册
超连续光谱使用手册1. 产品概述超连续光谱光源是一种先进的光源技术，能够产生宽广的连续光谱，覆盖了从近紫外到近红外的广泛波长范围。
这种光源被广泛应用于科学研究、光谱分析、生物医学和环境监测等领域。
本手册将为您提供超连续光谱光源的使用指导，帮助您正确地操作和使用该设备。
2. 技术规格超连续光谱光源的技术规格如下：波长范围：近紫外到近红外光谱带宽：≥100nm输出功率：≥100mW稳定性：≤5% RMS脉冲宽度：≤100fs重复频率：≤1MHz尺寸：≤20cm x 20cm x 10cm重量：≤5kg3. 实验操作在进行实验操作之前，请仔细阅读本手册并按照操作步骤进行。
同时，确保您已经了解了超连续光谱光源的基本原理和操作方法。
步骤一：开启光源打开电源，等待光源启动并稳定。
此时，您可以通过控制面板或软件来控制光源的参数，如波长、功率、脉冲宽度等。
步骤二：连接样品将待测样品放置在样品台上，并通过光路系统将光源连接到样品上。
确保光路连接正确且光束质量良好。
步骤三：设置实验参数根据实验需求，设置相应的实验参数，如曝光时间、扫描速度等。
同时，您还可以通过控制面板或软件对实验数据进行实时监控和调整。
步骤四：开始实验确认所有参数设置正确后，开始实验操作。
在此过程中，您需要注意观察实验数据的变化并随时调整参数以获得最佳实验效果。
步骤五：数据分析与处理在实验结束后，您需要对实验数据进行处理和分析。
通过相应的软件或控制面板，您可以轻松地获取光谱数据、图像等信息，并进行进一步的处理和分析。
4. 注意事项在使用超连续光谱光源时，请注意以下事项：请勿在非专业人员的情况下自行拆卸或维修光源设备。
如遇到问题，请联系专业人员进行维修。
请勿在潮湿、高温或极寒的环境中使用本设备。
这些环境条件可能会对设备的性能和寿命产生不良影响。
连续波泵浦的高功率全光纤化超连续谱光源
ｗｕ Ｙｉ ｍｉ ｎｇ ，Ｏｕ ｙ ａ ｎ ｇ Ｄｅ ｑ ｉ ｎ ，
Ｙａ ｎ ｇ Ｊ ｉ ｎ ｈ ｕ ｉ ， Ｗｅ ｉ Ｈｕ ｉ ｆ ｅ ｎ ｇ ， ａ ｎ ｄ Ｈｕ Ｘｕ ｅ ｊ ｕ ａ ｎ
１ ）Ｓ ｈ ｅ ｎ ｚ ｈ ｅ ｎ Ｋ ｅ ｙ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｌ ａ ｓ ｅ ｒ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ，Ｋ ｅ ｙ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆ Ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｃ ｅ ｄ Ｏ ｐ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ Ｐ ｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ Ｍ ａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
Ｓ ｈｅ ｎ ｚ ｈｅ ｎ ５１ ８ ０ ６０，Ｐ．Ｒ． Ｃｈ ｉ ｎａ
２ ）Ｓ ｔ ａ ｔ ｅ Ｋ ｅ ｙ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｏ ｐ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ Ｆ ｉ ｂ ｅ ｒ ａ ｎ ｄ Ｃ ａ ｂ ｌ ｅ Ｍ ａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｙ， ｇ Ｒ ＆Ｄ Ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ｏ ｆ Ｙ ａ ｎ ｇ ｔ ｚ ｅ Ｏ ｐ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ Ｆ ｉ ｂ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ
Ｃａ ｂｌ ｅ Ｃｏ ｍｐ ａ ｎ ｙ Ｌｔ ｄ，Ｗ ｕ ｈａ ｎ ４３ ００ ７ ３ ，Ｐ．Ｒ． Ｃｈｉ ｎ ａ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ａ ｈ ｉ ｇ ｈ ． ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ａ ｌ １ ． ｆ ｉ ｂ ｅ ｒ ｃ ｏ ｎ ｔ ｉ ｎ ｕ ｏ ｕ ｓ — ｗ ａ ｖ ｅ（ Ｃ Ｗ ）ｆ ｉ ｂ ｅ ｒ ｌ ａ ｓ ｅ ｒ ｉ ｓ ａ ｃ ｈ ｉ ｅ ｖ ｅ ｄ ｖ ｉ ａ ａ ｍ ａ ｓ ｔ ｅ ｒ ｏ ｓ ｃ ｉ ｌ ｌ ａ ｔ ｏ ｒ ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ａ ｍ ．
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
bat等采用平均输出 功率为100W的CW光纤激光 泵浦纤芯掺磷（Phosphor us）的色散渐减光子晶体 光纤，获得了最高平均输 出功率为36W的超连续谱， 其超连续光谱短波端拓展 到了550nm处。
脉冲光泵浦情形
国 际 研 究
2005
2010
英国南安普顿大学的Ka ngkang Chen等人获得 Anping Liu 等人实现了 德国耶拿大学T.Schre iber等实现了平均输 出功率达到5W，超连 续光谱范围500nm至18 00nm的超连续谱产生。 平均输出功率为7.2W，光 了平均输出功率为39W 的超连续谱，其光谱覆 盖0.4-2.25μ m波段。
姓名： 学号：
超连续谱光源（supercontinuum sources）,是利用超短脉
冲激光耦合进高非线性光纤（通常是光子晶体光纤PCF），因为光
纤的非线性效应、四波混频及光孤子效应，使得输出光的脉冲光 谱展宽，谱宽从0.4～2.4um，从而实现超宽的光谱输出。
这种超连续谱光源主要应用于荧光成像、荧光寿命成像（FLI M）、全反射式荧光显微（TIRF）、单分子成像、宽频光谱学、光 学同调断层扫描术（OCT）、流式细胞仪等领域。
美国贝尔实验室Ranka 等首次在光子晶体光 纤中实现超连续谱产 生。 2001
德国波茨坦大学的 M. Seefeldt 等人 获得了平均输出功 率分别为2.3W和2. 4W，光谱展宽范围 为550-1800nm和70 0-1600nm的超连续 谱输出。
CW 光泵浦情形
2003
2002
1999
法国Franche-Comt é大学的 L.Provin o，J. M.Dudley等 实现了光谱展宽， 超过 300nm 的超连 续谱输出。
2003
谱展宽超过800nm的超连
续谱输出。
Байду номын сангаас冲光泵浦情形
天津大学胡明列等
国 内 研 究
获得了 500-1100nm 波段的超连续谱， 对PCF中超连续谱产 生的现象和机理做 了研究。
西安光机所的方平等人采用亚纳秒 光脉冲抽运光子晶体光纤实现了瓦 级的超连续谱输出;天津大学方晓 惠等采用自行搭建的飞秒脉冲光纤 激光器泵浦PCF实现了3.95W高功率 超连续光谱产生；北京工业大学葛 延武等报道了采用超短脉冲光纤激 光器泵浦PCF，实现了8.14W的全光 纤结构超连续谱输出，其光谱范围 为450-1700nm。
共焦荧光显微镜
荧光寿命成像 流体细胞仪 半导体器件排列及检查 光学相干断层扫描（OCT）
科研（如：光谱研究）
SC-WhiteLase SC400 & SC450
（Fianium 公司产品）
关于超连续谱光源的优化设计关注点:
高相干度和低噪声超连续谱光源 深蓝及紫外波段的超连续谱光源 基于软玻璃光纤的中远红外波段超连续谱光源
脉冲光泵浦情形
CW 光泵浦情形
英国帝国理工大学的A. V.Avdokhin，S.V.Pop ov和J.R.Taylor首次 获得了基于PCF的首个 全光纤化超连续谱光 源。
B.A.Cumberland等获得了32.6W 的超连续谱光源，超连续光谱 覆盖0.65-1.38μ m波段；J.C.T ravers等获得了最高输出功率 达50W的超连续谱，其光谱覆盖 1.06-2.2μ m波段，光谱功率密 度超过50mW/nm。 深圳大学郭春雨等人利 用20W单模CW实现了输出 功率为10.3W的超连续谱 产生，其超连续光谱覆 盖1055-1415nm波段。
SC-LEUKOS SM Series（Leukos 公司产品）
SC-Super Extreme高功率超连续白光光源
（NKT Photonics 公司产品）
特点： 波长范围：400～2400nm 输出功率：1.5～8W 单一模式输出 可见光功率：100mW～2W 脉冲带宽ps，重复频率2-40MH或80MHz 模块化设计结构，可升级 选择配件，使输出波长可调 高稳定性 应用：
2011年，西安光机所利用MOPA 结构的百瓦皮秒掺镱光纤激光器 泵浦5米长的光子晶体光纤，产 生了平均功率为49.8W的超连续 谱，超连续光谱覆盖500-1700 n m波段，并且在整个光谱范围内 实现了基模输出。同年，该小组 通过提高泵浦光纤激光器的输出 功率，进而将超连续谱光源的平 均输出功率提升至89.5W。
基于非线性光纤激光/放大器的超连续谱光源
高平均输出功率和高光谱密度的超连续谱光源
2003
2008 2010
中科院西安光机所 的刘卫华等开展了 飞秒脉冲在高非线 性光子晶体光纤中 产生超连续谱的实 验研究。
2011
2004
中国科学院物理研究 所魏志义等实现了覆 盖可见光及近红外波 段的超连续光谱；李 曙光等产生了440-89 0nm波段的超连续谱； 闫培光等获得了420959nm波段的超连续 谱。
2005
2009 2008 2010
A.Kudlinski等人采用中 心波长1075nm、平均输出 功率为70W的CW光纤激光 泵浦纤芯掺 GeO2的常规 光子晶体光纤，获得了平 均输出功率为18W，超连 续光谱覆盖550-1750nm波 段的超连续谱。
2011
2003
J.C.Travers等人获得了输 出平均功率为12W的超连 续谱，超连续谱在长波方向 超过了1.6μm。