在当前信息技术对高计算能力、小型化和高集成度的战略需求下，超连续谱（SC）光源因其在光谱学、生物医学成像、精密计量和光通信等领域具备独特优势，已成为跨学科研究的关键工具。然而，如何实现超宽带、高效率的片上超连续谱生成，特别是突破集成材料平台的带宽限制，一直是该领域的工程难题。

       近日，宁波大学高等技术研究员红外材料与器件实验室团队（第一作者：张政，通讯作者包括：王荣平等）在国际权威期刊 JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY 上发表了题为“2.5-Octave Supercontinuum Generation in a Ta2O5 Waveguide Pumped by a Dual-Wavelength Fiber Laser” 的重要研究成果（Vol. 43, No. 3, February 1, 2025）。

       该工作报告了在精心设计的五氧化二钽（Ta2O5）光波导中，通过双波长飞秒光纤激光器泵浦，实现了近 2.5 倍频程的超连续谱生成，光谱范围覆盖 0.5 到 2.9 μm。

       这是迄今为止在Ta2O5材料平台上报道的最宽超连续谱，成功覆盖了从可见光到中红外波段的2.5个倍频程。该系统展现出约92%的脉冲能量转换效率，达到创纪录水平，这表明对泵浦能量的利用达到了极高的水平。通过同时利用1.55和1.97 m的双波长飞秒激光进行泵浦，结合对Ta2O5波导的色散精巧设计（dispersion-engineered），有效拓宽了光谱，并成功消除了光谱中的残余泵浦成分。

       本研究不仅成功展示了Ta2O5这种CMOS兼容材料平台在非线性光子学中的巨大潜力，也为未来高性能集成超连续谱光源的设计提供了创新的泵浦和色散管理策略。该项工作在单芯片平台上实现超宽带、高效率光源的能力，将极大推动精密计量、分子光谱与生物传感以及光通信等前沿领域的小型化和高集成度发展。本研究是集成非线性光子学领域的一项基础性工作，为实现高性能片上超连续谱光源提供了最前沿的技术范例。

文章链接：https://doi.org/10.1109/JLT.2024.3478363.

Figure Experimental SC spectra generated by different pump powers in Ta2O5 waveguide.

图 通过不同泵浦功率在Ta2O5波导中产生的超连续谱实验结果