SC激光器既具有燈光的寬譜線帶寬又具有激光的高亮度、高空間相關(guān)性，被稱為“終極白光”。但SC激光通常采用鎖模激光器作為非線性介質(zhì)的泵浦光源，體積龐大，限制了其應(yīng)用范圍。

　　利用光纖的物理機(jī)制，本文在SC激光上獲得了三個(gè)主要突破：將波長(zhǎng)范圍拓展到中紅外波段；利用電信原件代替鎖模激光器，減小了體積；僅僅提高重復(fù)率和使用高功率光纖放大器就可將輸出功率提高至10W甚至更高，操作方便。

　　本文介紹了兩版超連續(xù)(Supercontinuum，SC)激光器，第一版基于摻鉺/鐿功率放大器，波長(zhǎng)范圍為0.8～4.2，第二版基于摻銩功率放大器，波長(zhǎng)范圍為1.9～4.5μm。

　　1. SC激光產(chǎn)生原理

       分布反饋式(DFB)激光二極管產(chǎn)生波長(zhǎng)為1550nm、脈寬為0.5～2.0ns的激光經(jīng)過(guò)前置放大器放大并優(yōu)化噪聲性能后，進(jìn)入帶通濾波器和隔離器，再經(jīng)過(guò)包層泵浦光纖放大器中放大并最小化非線性失真。其中的泵浦激光器結(jié)構(gòu)是一種常用的典型電信設(shè)計(jì)。

　　泵浦激光器之后為1～2m的單模光纖(SMF)和數(shù)米的SC產(chǎn)生光纖。在SMF中，在反常群速色散的影響下，高達(dá)數(shù)瓦的納米脈沖是不穩(wěn)定的。由于在準(zhǔn)連續(xù)波背景下，調(diào)制不穩(wěn)定會(huì)構(gòu)造孤子脈沖，納米脈沖分裂會(huì)為0.5ps到數(shù)皮秒的脈沖。納秒脈沖在SMF的作用下產(chǎn)生類似于鎖模激光器的輸出，只是更為簡(jiǎn)單有效。

　　皮秒脈沖耦合到非線性光纖中后，在四波混頻、自相位調(diào)制和拉曼效應(yīng)的影響下，產(chǎn)生寬光譜帶寬的SC激光。拉曼效應(yīng)將激光向長(zhǎng)波方向拓展，而四波混頻將激光向短波方向拓展，并受到不斷增加的群速色散的限制。

　　選擇合適的光纖放大器和非線性光纖，可獲得可見(jiàn)波段、近紅外波段和中紅外波段的SC激光。

　　2. MISCL性能

　      平均功率為3.9W，波長(zhǎng)范圍為0.8～4.2μm，其調(diào)制占空比為50%。由于SMF輸出的激光光譜帶寬很寬，整個(gè)光譜范圍都表現(xiàn)出了空間相干性，光束可以保持形狀長(zhǎng)距傳播。例如，波長(zhǎng)為2.5～3.5μm 的光束形狀相對(duì)于高斯光束改變了不到20% (M2<1.2)。

　       平均功率為2.6W，波長(zhǎng)范圍為1.9～4.5μm，波長(zhǎng)大于3.8μm的范圍的平均功率約為0.7W，其調(diào)制占空比也為50%。相對(duì)于第一版，雖然短波極限約為1.9μm，但是長(zhǎng)波限拓展了約270nm。

　　3. MISCL應(yīng)用

　　在國(guó)防和國(guó)土安全領(lǐng)域，MISCL光譜可以模擬熱黑體的輻射并與多種固體震動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)諧振態(tài)的交疊。例如，大多數(shù)的帶有熱跟蹤裝置的導(dǎo)彈是通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)熱源定位，熱源輻射波長(zhǎng)范圍是1.5～5μm。MISCL可以應(yīng)用于反紅外定向系統(tǒng)中，而不會(huì)因?yàn)闉V波而失效。另外對(duì)于許多固體，包括炸藥和火器，在近紅外和中紅外都有明確的光譜。MISCL可以用來(lái)測(cè)量器光譜線型，而不像光譜儀僅僅測(cè)量一兩個(gè)分立譜線。

　　在測(cè)量領(lǐng)域，寬光譜意味著短脈沖，MISCL能夠獲得更加精確的空間分辨率。我們已經(jīng)利用可見(jiàn)光SC激光器獲得了半導(dǎo)體管芯上焊球的3D圖像，其軸向分辨率為125nm，橫向分辨率為15μm。另外，MISCL可以為動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的平面和弧形加工部分的粗糙度提供高精度、非接觸的測(cè)量。

　　在醫(yī)療領(lǐng)域，由于碳水化合物是脂類(油脂、固醇、油酸)的組要成分，其震動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)譜帶為3.3～3.6μm，處于MISCL光譜范圍內(nèi)，MISCL也用作吸收光譜儀的光源。由于日益嚴(yán)重的肥胖和心血管病等健康問(wèn)題，MISCL將得到進(jìn)一步的應(yīng)用。