1樓：Chen Ting
實現全光譜的雷射非常重要！我們可以看一下電磁波譜。就目前的前沿研究而言，還有很多波段的光仍然是難以得到的。
電磁波譜，以及對應波長尺度下的典型物質
上圖不僅顯示了部分電磁波譜，還給出了以及對應波長尺度下的典型物質。如果用光來做成像，由於衍射極限的限制，那麼對應的波長尺度就是能夠成像的極限。
另外，不同波長對應著不同能量的光子，作用也當然不一樣，比如說THz波段的光可以用來探測分子振動或轉動資訊，因為它們的能量在meV量級；可見光可以探測半導體的能級，它們的能量在eV量級；而極紫外光可以用來探測電子的深能級，在幾十個eV以上。
不同波長的時間特性也是不一樣的，在超短脈衝領域，中心波長越短，能夠支援的時間脈寬就越短，比如說紅外及可見光最多到飛秒量級，而極紫外光有可能支援阿秒量級的脈衝。
可見光及紅外(IR)波段：這個波段的雷射主要利用的是增益介質的能級躍遷產生的，這就是標準的雷射。主要是要能夠找到合適的增益介質，一般都需要三能級或四能級系統，通過幫浦浦作用形成粒子數反轉，在雷射腔中增益放大就可以得到雷射。
紫外(UV)波段：產生雷射後，可以通過非線性光學手段進行頻率變換，得到二倍頻、三倍頻光等，可以實現紫外波段的相干光。
至於其他波段，我想下面這幅圖可以說明問題了，這是上海超級光源系統想幹的事。
上海張江超級光源的組成部分
太赫茲(THz)波段：我們從THz開始看，THz波段可以通過超強雷射驅動的OPA或者其他過程得到，所謂的OPA中文意思叫光學參量放大，跟差頻差不多，利用可見或中紅外超強雷射本身的兩個頻率分量做差頻即可以得到THz光。
紫外和(UV)與極紫外(EUV)波段：這個波段可以通過氣體高次諧波技術實現，這是一種極端非線性光學效應，利用高次諧波技術還可以實現阿秒量級的脈衝，應用十分廣泛。這個波段也可以通過同步輻射光源來實現，比如說上海光源系統。
軟X射線(Soft X-Ray)和硬X射線(Hard X-Ray)波段：這個波段可以用自由電子雷射器，同步輻射光源以及固體高次諧波技術實現。上海的自由電子雷射器目前還在建。
伽馬射線(Gamma Ray)波段：可以利用超強穿雷射驅動的Gamma光源來實現，這個我也不是太懂。
總的來說，要實現全光譜的雷射是十分困難的，不可能僅僅通過一種方式就可以得到。上面介紹的光源系統中，除了紅外和可見光的大部分光源是基於經典的雷射原理外，其他都不是雷射的概念了，但是它們得到的都是相干光（除了同步輻射光源之外），因此，事實上也是具有雷射的特性的。
2樓：雨落
我學的可見光波段以及部分紅外波段，所以就用自己初學者的知識來說一下。因為我學的不精，所以請見諒。
我老師說如果別人說有白光雷射，這就說絕對是假的，雷射的定義就是narrow linewidth，不然這就是LED燈？
如果是diode laser，感覺並不可能，一般情況沒有defect的半導體valence band 和 conduction band之間的距離決定了最小的能量，總有乙個band gap。
如果是氣態雷射，至少我學的HeNe laser,Ar laser以及excimer laser等是不可能覆蓋全可見光波段的，因為一般氣態雷射是根據原子能級決定的，頂了天就是因為有vibrational state導致部分雷射有相對寬一點的輸出。
如果是固態雷射，非線性材料裡面Nd yag雷射可以有多倍的harmonic generarion,但是輸出也是確定的，如果是Nd glass雷射，因為原子間距不同，所處環境不同導致輸出的波段變寬，然而也不可能覆蓋多大的波段。
紅外波段我知道的一般是用氣態雷射，co 5.3微公尺，co2雷射10.6或者9.
6微公尺，但是也是固定的。 至於THZ，一般是用非線性光學中的optical rectification來產生的，無法全波段。
量子雷射也許可以通過調整barrier width或者高度調節射出的波長，但是也不可能全波段。
總之，全波段的雷射不可能。
全波段的雷射就算存在也不叫雷射，定義裡面high coherence，其中時域相干的公式是k乘以中心波長除以delta波長，全波段就沒有時域相干了，根本就不算雷射。
有一種沒有諧振腔的雷射，理論上可以有各種波段的輸出，但是首先同一平面上的原子相對位置得算的特別特別好，可是這基本是不可能的。
3樓：李優
雷射雷射，主要講的是發光原理不一樣。
光是從組成物質的原子中發射出來的，原子獲得能量後處於不穩定狀態（也就是激發狀態），它會以光子的形式把能量發射出去。而雷射，就是被引誘（激發）出來的光子佇列，這光子佇列中的光子們，光學特性一樣，步調極其一致。打個比方就是，普通光源，比如電燈泡發出來的光子各不同，而且會各個方向亂跑，很不團結，但是雷射中的光子們則是心往一處想，勁往一處使，這導致它們所向披靡，威力很大，以至於，人們過去常把雷射稱為「死光」。
先不說頻譜，雷射與普通光最大的區別就是方向性。
雷射因為受限於發光材料的問題，單種材料不可能發出全頻段的光。
普通的光利用鏡片聚合，也是能達到雷射類似的效果，也就是方向盡可能保持一致。
所以說，要想得到全頻段的方向一致的光，也是有辦法的實現的。
例如，多個光源，利用鏡片將多個光源聚合起來，也差不多實現了全頻段方向一致的光。
只是，這樣的乙個系統太龐大了，目前還真沒必要使用這麼麻煩的辦法，一般的雷射已經夠用了。
4樓：王爾東
覆蓋全光譜是不可能的，畢竟無線電到THz都是不能飽和的，到硬X射線後及gamma ray也是沒法飽和出光。
至於中間區域，自由電子雷射就基本能覆蓋。但是自由電子雷射這東西取決於很貴很貴的加速器和很貴很貴的團隊。所以不是個人用得起的，也不是一般公司，學校用得起的，甚至小國窮國都是負擔不起的。
中國90年代謝家麟先生主持的北京自由電子雷射，將近20多年是中國唯一的自由電子雷射，直到上海光源的FEL建成。這東西通過調節振盪器的磁場強度，週期和電子束能量來調節波長。高能的X射線需要極好的電子品質和極高的能量。
導致即使是使用者，都要付出極其高昂的執行經費，顯然是貴族們用的。
那有沒有便宜的商用的呢?自然是有的。比如這家 NKTphotonics：
1.SUPERK VARIA TUNABLE SINGLE LINE FILTER，連續可調，覆蓋波長 400 – 840 nm 。
才那麼大， 40000刀一台，真不算貴。
2.甚至是白光雷射器 FIANIUM WHITELASE MICRO SUPERCONTINUUM LASERS
波長連續覆蓋 400-2000 nm output spectrum。是這樣的，也就30000刀乙個：
3. 如果要求沒那麼高，弄點衍射極限光玩玩，有SUPERK COMPACT SUPERCONTINUUM LASERS。覆蓋波長：
這樣的laser在科研處用的不少，只是不同的雷射有不同的特點和作用。要覆蓋全光譜總要犧牲點其他的特點。
宣告，不是廣告貼，不認識這公司的領導。只是用過他們的雷射而已。
5樓：gyroscope
這裡有一張很不錯的圖，來自List of laser types
這圖的上半邊是產生分立譜線的雷射，下半邊是連續可調諧的雷射。可以看出波長從200nm到30μm都有雷射器覆蓋到。其中比較重要的雷射器有：
Ruby（紅寶石雷射），694.3nm，第一台誕生的雷射器。
He-Ne（氦氖雷射），632.8nm，第一台氣體雷射器，具有優良的相干性和準直性，廣泛用於科研和生產。
CO2(二氧化碳雷射)，10.6μm，具有很高的平均功率和能量效率，廣泛用於材料加工，外科手術。
若丹明染料雷射，540~680nm，最早的可調諧雷射，被用於科研，光譜學，醫學等等。
Nd:YAG（摻釹釔鋁石榴石雷射），1064nm，使用廣泛的固體雷射器，被用於科研，眼科，材料加工等等。著名的雷射干涉引力波天文台（LIGO）用的就是這種雷射，可以探測相當於質子直徑千分之一的位移。
ArF準分子雷射，193nm，重要的深紫外雷射，是半導體光刻常用的光源。
這圖沒有給出的是FEL（自由電子雷射）。FEL擁有最寬廣的調諧範圍，從公釐波到波長0.06nm的硬X射線都實現了出光。
而單台雷射器也可以在很寬的頻段內調諧，如美國的LCLS可以產生0.15~6nm的雷射，大連自由電子雷射可以產生50~150nm的雷射。所以FEL可以用來產生常規雷射器難以產生的波長。
不過FEL裝置體積過於龐大，占地相當於乙個網球場，執行成本也很高。
然後說說哪些因素限制了雷射器的波長。雷射的產生需要三要素：幫浦浦源，增益介質和諧振腔。
常規的雷射器是通過能級躍遷產生增益的，所以雷射的波長取決於能級的大小。像硬X射線的光子能量達到數keV，遠遠超過常規物質的能級差，所以很難找到合適的增益介質。而真空紫外（10~200nm）在任何物質都會被強烈吸收，也缺乏高反射率的材料，所以這一方面導致難以構造諧振腔，一方面也難以實現放大（增益介質吸收的比增益的還要多）。
這裡重點提一下FEL。FEL和常規雷射器不同的是，FEL是通過接近光速運動的高品質電子束在磁場中拐彎產生相干同步輻射。由於同步輻射的光子能量只取決於電子能量和磁場引數，原則上任意波長都可以產生，不受常規雷射器的能級限制。
FEL是在真空中產生的，不存在材料對光的吸收，也不會因為雷射太強導致材料出現非線性，所以FEL可以對任何波長實現增益，理論強度沒有上限。唯一的乙個問題是反射鏡仍然限制了更短波長的獲得。後來有乙個重大的理論突破是無需反射鏡的SASE模式（自放大自發輻射），高速電子一次通過磁場產生雷射輸出，從而繞過了諧振腔的限制。
LCLS是第一台產生硬X射線的雷射器，用的就是SASE原理。然而由於缺乏諧振腔，SASE產生的雷射時間相干性不如常規雷射器，能量漲落，時間抖動也很大。後來人們又開發了用常規雷射器提供種子，FEL進行倍頻的HGHG模式（高增益諧波產生），這樣FEL仍然可以保留常規雷射器的時間相干性，同時實現更短波長的輸出。
大連的極紫外光源用的就是HGHG原理。然而FEL的倍頻能力也是有限的，由於常規雷射器的波長限制，產生硬X射線仍然很困難。目前比較有希望的是利用金剛石或藍寶石單晶作為反射鏡。
金剛石對硬X射線（5~25keV）有良好的反射率，這使得X射線的諧振腔成為可能。所以目前來看雷射的波長可以推進到真空紫外/軟X射線和硬X射線的波段，而實現更短波長的雷射可能需要全新的手段。
還有乙個辦法繞過諧振腔限制的是用倍頻材料。倍頻的原理是雷射穿過一些非線性材料會產生高次諧波，這些高次諧波保留了輸入雷射的單色性，相干性。不過倍頻材料有一定的工作範圍，不是所有的波長都能倍頻的，倍頻的次數也有限制，常見的有二倍頻，三倍頻。
然而有一種技術叫HHG（High harmonic generation），用氣體對入射雷射倍頻，可以獲得二三十倍的倍頻。更可貴的是這些倍頻的光有更短的脈衝，更小的發散角。利用HHG可以產生阿秒量級的極紫外雷射脈衝。
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