超連續光源（簡稱SC光源）又稱超連續激光器，是一種發射特殊激光的光源。激光是具有相同相位的光，即相干光。普通激光器發射單一波長的光，而超連續譜光源是一種多波長激光光源，可同時發射波長范圍極寬的多束相位相干光。據說，當不同波長的光重疊時，光就變成白色。從SC光源發射出的激光是相干光，包含各種波長的光，因此被稱為白光激光。

SC 光源通過光纖電纜傳輸強烈的、極短脈沖激光（約納秒或皮秒量級）來產生這種光。

超連續光源的應用

SC光源發射具有很寬波長范圍的相位相干光，因此被用作醫學、半導體和材料科學等領域的精密觀察光源，包括光學相干斷層掃描（OCT）、共聚焦顯微鏡和熒光成像。

OCT在醫學領域用于觀察身體內部的透射圖像。 OCT利用光的相干性來拍攝身體橫截面或內部的三維圖像。

在共聚焦顯微鏡中，來自 SC 光源的光通過物鏡聚焦到觀察表面上的單個點上，并觀察從樣品中發出的冷光。

熒光成像是一種用于觀察無色透明、無法直接觀察到的特定蛋白質或細胞的技術。加入熒光試劑或熒光抗體后，用激光激發待觀察物體，觀察其發出的熒光。

超連續光源原理

SC光源大致分為兩個主要單元，分兩個階段發射SC光。

在第一階段，從脈沖寬度極短的激光光源（例如飛秒激光器、皮秒激光器或納秒激光器）發射出某一波長的高峰值功率激光。

在第二階段，來自第一階段的激光穿過高度非線性的波導。這里，高非線性波導是一種具有特殊結構和材料的光纖。

光纖纖芯周圍有許多極細的隧道狀腔體，這在普通光纖中是沒有的。腔體與纖芯類似，從光纖的一端延伸至另一端。

通過這種特殊的光纖，輸入時單一波長的激光變成分布在寬帶寬上的多波長激光。在這種情況下，多波長激光的光譜會根據纖芯周圍腔體的數量和排列而變化。

從波導中出來的光的波長分布特性和發光效率很大程度上取決于這種特殊光纖的特性。這種特殊的光纖被稱為高非線性光子晶體光纖。

另一方面，為了產生寬帶SC光，需要在前級的單波長激光振蕩器中發射約50kW的 高峰值功率的激光。激光器有三種類型：飛秒激光器、皮秒激光器、納秒激光器。截至2022年，飛秒激光器供應給實驗室，而皮秒激光器和納秒激光器主要用于市售的SC光源。

如何選擇超連續光源

從SC光源發射的激光是覆蓋很寬波長范圍的多光束激光。市場上有各種發光產品，它們在不同的光范圍內發光，例如，主要在紅外范圍內發光的產品、在可見光范圍內盡可能均勻發光的產品、以及主要在紫外范圍內發光的產品。選擇 SC 光源時，請考慮預期用途，然后選擇發射適當范圍激光的產品。

因此，SC光源的目錄中清楚地標明了其輸出激光的波長范圍。此外，還需要檢查輸出特性圖，橫軸為波長，縱軸為輸出。

此外，我們還檢查整個功率范圍內的光譜重復頻率和光譜平均功率。

目前的SC光源將單波長激光單元發射的脈沖激光通過高度非線性的光子晶體光纖轉換為多波長激光組。因此，多波長激光器也是脈沖激光器。對于精確的觀察，連續波（CW）型激光器可能是更好的選擇，因為其輸出功率隨時間保持恒定。如果需要更接近CW的激光器，則應該選擇周期較短的第一級激光器。飛秒激光器的周期最短，其次是皮秒激光器，再次是納秒激光器。不過從價格上來說，飛秒激光器最貴，其次是皮秒激光器，最后是納秒激光器。

此外，許多 SC 光源及其外圍設備的目錄都包含有關該產品適用應用的信息。在進行選擇時參考應用示例可能是個好主意。