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超連續(xù)激光器是一種能產(chǎn)生超連續(xù)光譜的特殊激光器。

超連續(xù)激光器

光譜特性?

超寬光譜

- 超連續(xù)激光器最顯著的特點(diǎn)之一是其能夠產(chǎn)生超寬的光譜。一般來(lái)說(shuō)，其光譜寬度可以從可見光波段延伸到近紅外波段，有的甚至可以覆蓋更寬的范圍。光譜寬度可以達(dá)到幾百納米甚至更寬，這是傳統(tǒng)激光器很難實(shí)現(xiàn)的。這種超寬光譜使得超連續(xù)激光器在光譜分析、光學(xué)相干斷層掃描（OCT）等多種應(yīng)用中具有很大的優(yōu)勢(shì)。

- 它可以為需要多波長(zhǎng)光源的應(yīng)用提供豐富的波長(zhǎng)選擇。比如在生物醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域，不同的生物組織對(duì)不同波長(zhǎng)的光吸收和散射特性不同，超寬光譜可以讓使用者根據(jù)具體的成像目標(biāo)選擇合適的波長(zhǎng)，以提高成像的對(duì)比度和分辨率。

光譜平坦度較好

- 超連續(xù)激光器的光譜在一定程度上具有較好的平坦度。在理想情況下，其光譜能量分布在較寬的波段內(nèi)相對(duì)均勻。這對(duì)于一些對(duì)光功率在不同波長(zhǎng)均勻性要求較高的應(yīng)用至關(guān)重要。

時(shí)間特性?

超短脈沖輸出

- 許多超連續(xù)激光器能夠輸出超短脈沖。這些脈沖寬度可以達(dá)到皮秒甚至飛秒級(jí)別。這是因?yàn)樵诋a(chǎn)生超連續(xù)譜的過(guò)程中，常常伴隨著脈沖的壓縮等過(guò)程。例如在基于鎖模激光器泵浦的超連續(xù)激光器系統(tǒng)中，鎖模激光器輸出的超短脈沖進(jìn)入非線性介質(zhì)后，在非線性效應(yīng)的作用下產(chǎn)生超連續(xù)譜，同時(shí)脈沖特性也會(huì)發(fā)生變化。這種超短脈沖在高速光信號(hào)處理、超快光學(xué)成像等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。

高脈沖重復(fù)頻率

- 部分超連續(xù)激光器可以實(shí)現(xiàn)高脈沖重復(fù)頻率。這使得單位時(shí)間內(nèi)能夠產(chǎn)生更多的脈沖，從而提高了光輸出的平均功率。例如在一些工業(yè)加工應(yīng)用中，如微納加工，高脈沖重復(fù)頻率的超連續(xù)激光可以在短時(shí)間內(nèi)對(duì)材料進(jìn)行多次作用，提高加工效率。同時(shí)，在需要高頻率光信號(hào)的光通信和光計(jì)算等領(lǐng)域，高脈沖重復(fù)頻率的超連續(xù)激光器也能提供合適的光源，滿足高速信號(hào)處理的需求。

輸出功率特性?

高平均功率

- 超連續(xù)激光器可以具有較高的平均功率。通過(guò)合理的激光增益介質(zhì)設(shè)計(jì)、泵浦源選擇和光學(xué)系統(tǒng)優(yōu)化，其平均功率可以達(dá)到瓦級(jí)甚至更高。這對(duì)于需要較強(qiáng)光能量的應(yīng)用非常重要。例如在材料加工領(lǐng)域，高平均功率的超連續(xù)激光可以用于切割、焊接等工藝。以金屬切割為例，足夠高的平均功率可以使激光束能夠快速熔化和汽化金屬材料，實(shí)現(xiàn)高精度的切割。

功率穩(wěn)定性較好

- 超連續(xù)激光器的輸出功率在一定時(shí)間內(nèi)能夠保持相對(duì)穩(wěn)定。這主要得益于先進(jìn)的激光電源控制技術(shù)和溫度控制技術(shù)等。穩(wěn)定的功率輸出對(duì)于實(shí)驗(yàn)研究和工業(yè)應(yīng)用都很關(guān)鍵。在光譜學(xué)實(shí)驗(yàn)中，如果功率不穩(wěn)定，會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果的誤差增大。在工業(yè)加工中，功率的波動(dòng)可能會(huì)影響加工質(zhì)量，如在激光淬火過(guò)程中，功率不穩(wěn)定可能導(dǎo)致材料表面硬度不均勻。

空間特性?

良好的光束質(zhì)量

- 超連續(xù)激光器通常具有較好的光束質(zhì)量。其光束的發(fā)散角較小，光斑尺寸可以在一定范圍內(nèi)得到較好的控制。這使得超連續(xù)激光在遠(yuǎn)距離傳輸和聚焦應(yīng)用中表現(xiàn)出色。例如在激光雷達(dá)應(yīng)用中，良好的光束質(zhì)量可以使激光束在遠(yuǎn)距離傳輸后仍然能夠保持較高的能量密度，從而有效地探測(cè)目標(biāo)物體的距離、速度等信息。同時(shí)，在激光加工中，良好的光束質(zhì)量有利于將激光能量精確地聚焦到加工區(qū)域，提高加工精度。

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