785nm激光器的终极对决：谁才是拉曼光谱的 “天选款”？？

在拉曼光谱技术中，785 nm 是最常用的波长。该波长在散射效率、荧光影响、探测器效率，以及高性价比、紧凑型优质激光源之间实现了最佳平衡。若想深入了解波长选择对拉曼光谱测量的影响，可参考大侦探的往期文章：《做拉曼，为什么785nm波长是天选之子？》，而本文将重点介绍适用于 785 nm 波长的各类激光技术，并结合为拉曼光谱选择激光器时需考量的关键性能指标，探讨不同技术表现。

激光性能参数

785 nm 波长的激光器种类繁多，不同类型的激光器在性能和成本上各具特点。因此，为特定的拉曼光谱装置挑选最优解决方案时，需谨慎选择。关键性能参数如下：

光谱带宽：为避免限制系统分辨率，光谱带宽应小于几十皮米（pm）。在部分高分辨率应用场景中，对谱线宽度的要求会远高于此（即需要更窄的谱线宽度）。

光谱纯度（或边模抑制比，SMSR）：在需要探测拉曼峰的光谱区域内，照明光源的光谱纯度应至少优于 60 分贝（dB）。

波长稳定性：无论随时间变化还是随温度变化，波长稳定性都需保持在较低水平（通常为几皮米量级），以防限制系统分辨率。

光斑模式：对于高分辨率成像应用，具有高质量 TEM₀₀横向单模光束轮廓的激光器至关重要。（对于基于探针的系统，多模光束同样适用，只要能有效耦合到纤芯尺寸为 50-200 微米（μm）的光纤中即可。）

785nm波长激光器的技术类型

适用于 785 nm 波长的激光器主要有5种类型，它们在拉曼光谱应用中各有优劣，具体如下：1. 785 nm 二极管激光器

标准法布里 - 珀罗（Fabry-Perot）型半导体激光器的光谱带宽通常超过 1 纳米（nm），因此一般不适合拉曼光谱应用。

2. 785 nm 分布反馈（DFB）二极管激光器

这类激光器属于横向单模半导体发射器，其芯片内部集成了分布式布拉格反射器（DBR）结构与增益结构。可购买单独的激光芯片，也可选择封装就绪的成品激光器。它们能实现极窄的谱线宽度，甚至具备单频输出性能，但输出功率受限，通常仅为几十毫瓦（mW）。即便在偏离主峰几纳米的位置，其边模抑制比（SMSR）通常也仅为 30-50 dB，这意味着需搭配光谱净化滤波器，才能使其适用于拉曼光谱应用。该类型激光器体积小巧，适合用于小型手持式设备。

3. 785 nm 窄线宽二极管激光器（NLD）或稳频二极管激光器

稳频二极管激光器以高功率法布里 - 珀罗半导体二极管激光器为基础，通过外部光栅结构（通常为体布拉格光栅，VBG）实现频率锁定，从而获得窄线宽输出。这种技术既适用于横向单模（TEM₀₀）发射器，也适用于横向多模发射器，最终可实现谱线宽度从几十皮米到单频的激光输出。输出功率方面，横向单模激光器的功率略高于 100 毫瓦，而多模激光器的功率可达到瓦级。与分布式布拉格反射器（DBR）激光器类似，为获得高质量的拉曼光谱结果，这类激光器通常也需搭配光谱净化滤波器，以达到足够的边模抑制比（SMSR）。

Cobolt 08-NLD 系列激光器便基于此项技术，产品既包括功率高达 120 毫瓦的横向单模 TEM₀₀激光器，也涵盖输出功率可达 500 毫瓦的多模激光器。所有 Cobolt 08-NLD 激光器的设计中均集成了纯化滤波器，且标配集成光学隔离器，可使激光器不受光反馈影响。此外，所有 Cobolt 08-NLD 激光器还可耦合至单模保偏（SM/PM）光纤或多模光纤中。

4. 785 nm 高光谱纯度（ESP）稳频激光器

前文 3 中提及的稳频二极管激光器的性能仍有提升空间，并非通过减小谱线宽度，而是通过提高光谱纯度。在高分辨率拉曼光谱应用中，光谱纯度至关重要，因为拉曼信号本身十分微弱。若背景光谱过强，拉曼信号将难以被探测到。

标准 Cobolt 08-NLD 激光器配备的二向色光谱净化滤波器，可在偏离主峰约 1-2 纳米的位置实现 > 60 dB 的光谱纯度，这一指标足以满足 200-4000 cm⁻¹指纹区拉曼位移的探测需求。然而，对于 < 200 cm⁻¹ 的低频拉曼应用，需要在偏离主峰几百皮米的位置仍保持高边模抑制比（SMSR）。

Cobolt 08-NLD ESP 激光器基于一项专利申请中的技术，可在偏离主峰仅 0.5 纳米的位置实现 > 60 dB 的光谱纯度。这类具备高光谱纯度（ESP）的激光器，非常适用于低频或太赫兹（THz）区域拉曼位移的拉曼光谱应用。

图 3：Cobolt 08-NLD 785 nm ESP 激光器的光谱性能在偏离主峰仅 0.5 纳米的位置，光谱纯度仍 > 60 dB，无需对激光进行外部光谱净化，即可满足低频拉曼光谱应用需求。

5. 785nm 固体激光器

如果你对于光谱纯度，功率，光斑质量，线宽，都有非常严苛的要求，那就只能使用785nm的固体激光器(DPSS)。固体的785nm窄线宽激光器比较稀有，因为它的造价成本更高，结构更复杂。涉及能级跃迁、非线性光学等，这是一种非常复杂且精密的技术，是获得高质量785nm拉曼信号的黄金标准。

大侦探推荐Cobolt的DISCO 固体785nm激光器，兼具500mW大功率，小于100kHz线宽，单纵模，大于60dB光谱纯度，波长稳定性小于1pm,TEM00模式光斑，真正拉曼界的六边形战士！