在拉曼光譜技術中，785 nm 是最常用的波長。該波長在散射效率、熒光影響、探測器效率，以及高性價比、緊湊型優質激光源之間實現了最佳平衡。若想深入了解波長選擇對拉曼光譜測量的影響，可參考大偵探的往期文章：《做拉曼，為什么785nm波長是天選之子？》，而本文將重點介紹適用于 785 nm 波長的各類激光技術，并結合為拉曼光譜選擇激光器時需考量的關鍵性能指標，探討不同技術表現。
使用 VALO 540nm 綠色飛秒激光進行色氨酸的雙光子 FLIM 研究
激光性能參數
785 nm 波長的激光器種類繁多，不同類型的激光器在性能和成本上各具特點。因此，為特定的拉曼光譜裝置挑選最優解決方案時，需謹慎選擇。關鍵性能參數如下：

光譜帶寬：為避免限制系統分辨率，光譜帶寬應小于幾十皮米（pm）。在部分高分辨率應用場景中，對譜線寬度的要求會遠高于此（即需要更窄的譜線寬度）。

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光譜純度（或邊模抑制比，SMSR）：在需要探測拉曼峰的光譜區域內，照明光源的光譜純度應至少優于 60 分貝（dB）。
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波長穩定性：無論隨時間變化還是隨溫度變化，波長穩定性都需保持在較低水平（通常為幾皮米量級），以防限制系統分辨率。
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光斑模式：對于高分辨率成像應用，具有高質量 TEM??橫向單模光束輪廓的激光器至關重要。（對于基于探針的系統，多模光束同樣適用，只要能有效耦合到纖芯尺寸為 50-200 微米（μm）的光纖中即可。）
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785nm波長激光器的技術類型
適用于 785 nm 波長的激光器主要有5種類型，它們在拉曼光譜應用中各有優劣，具體如下：1. 785 nm 二極管激光器

標準法布里 - 珀羅（Fabry-Perot）型半導體激光器的光譜帶寬通常超過 1 納米（nm），因此一般不適合拉曼光譜應用。

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2. 785 nm 分布反饋（DFB）二極管激光器
這類激光器屬于橫向單模半導體發射器，其芯片內部集成了分布式布拉格反射器（DBR）結構與增益結構。可購買單獨的激光芯片，也可選擇封裝就緒的成品激光器。它們能實現極窄的譜線寬度，甚至具備單頻輸出性能，但輸出功率受限，通常僅為幾十毫瓦（mW）。即便在偏離主峰幾納米的位置，其邊模抑制比（SMSR）通常也僅為 30-50 dB，這意味著需搭配光譜凈化濾波器，才能使其適用于拉曼光譜應用。該類型激光器體積小巧，適合用于小型手持式設備。
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3. 785 nm 窄線寬二極管激光器（NLD）或穩頻二極管激光器
穩頻二極管激光器以高功率法布里 - 珀羅半導體二極管激光器為基礎，通過外部光柵結構（通常為體布拉格光柵，VBG）實現頻率鎖定，從而獲得窄線寬輸出。這種技術既適用于橫向單模（TEM??）發射器，也適用于橫向多模發射器，最終可實現譜線寬度從幾十皮米到單頻的激光輸出。輸出功率方面，橫向單模激光器的功率略高于 100 毫瓦，而多模激光器的功率可達到瓦級。與分布式布拉格反射器（DBR）激光器類似，為獲得高質量的拉曼光譜結果，這類激光器通常也需搭配光譜凈化濾波器，以達到足夠的邊模抑制比（SMSR）。
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Cobolt 08-NLD 系列激光器便基于此項技術，產品既包括功率高達 120 毫瓦的橫向單模 TEM??激光器，也涵蓋輸出功率可達 500 毫瓦的多模激光器。所有 Cobolt 08-NLD 激光器的設計中均集成了純化濾波器，且標配集成光學隔離器，可使激光器不受光反饋影響。此外，所有 Cobolt 08-NLD 激光器還可耦合至單模保偏（SM/PM）光纖或多模光纖中。
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4. 785 nm 高光譜純度（ESP）穩頻激光器
前文 3 中提及的穩頻二極管激光器的性能仍有提升空間，并非通過減小譜線寬度，而是通過提高光譜純度。在高分辨率拉曼光譜應用中，光譜純度至關重要，因為拉曼信號本身十分微弱。若背景光譜過強，拉曼信號將難以被探測到。
標準 Cobolt 08-NLD 激光器配備的二向色光譜凈化濾波器，可在偏離主峰約 1-2 納米的位置實現 > 60 dB 的光譜純度，這一指標足以滿足 200-4000 cm?1指紋區拉曼位移的探測需求。然而，對于 < 200 cm?1 的低頻拉曼應用，需要在偏離主峰幾百皮米的位置仍保持高邊模抑制比（SMSR）。
Cobolt 08-NLD ESP 激光器基于一項專利申請中的技術，可在偏離主峰僅 0.5 納米的位置實現 > 60 dB 的光譜純度。這類具備高光譜純度（ESP）的激光器，非常適用于低頻或太赫茲（THz）區域拉曼位移的拉曼光譜應用。
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圖 3：Cobolt 08-NLD 785 nm ESP 激光器的光譜性能在偏離主峰僅 0.5 納米的位置，光譜純度仍 > 60 dB，無需對激光進行外部光譜凈化，即可滿足低頻拉曼光譜應用需求。
5. 785nm 固體激光器
如果你對于光譜純度，功率，光斑質量，線寬，都有非常嚴苛的要求，那就只能使用785nm的固體激光器(DPSS)。固體的785nm窄線寬激光器比較稀有，因為它的造價成本更高，結構更復雜。涉及能級躍遷、非線性光學等，這是一種非常復雜且精密的技術，是獲得高質量785nm拉曼信號的黃金標準。
大偵探推薦Cobolt的DISCO 固體785nm激光器，兼具500mW大功率，小于100kHz線寬，單縱模，大于60dB光譜純度，波長穩定性小于1pm,TEM00模式光斑，真正拉曼界的六邊形戰士！
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