CN109154760B - 用于生成多色和空间自适应光子束的设备 - Google Patents

Abstract

一种生成设备(DG)包括：●脉冲激光源(SL)，提供具有至少一个波长的初级光子；●成形装置(MM)，作用于初级光子以提供输入光束；●非线性晶体(CN)；以及●控制装置(MC)，在非线性晶体(CN)中生成与输入光束同步并适用于通过电光效应引入非线性晶体(CN)中的相位失配的至少一个电场，以便将输入光束的初级光子转换为具有属于超连续谱的波长的次级光子。

Description

用于生成多色和空间自适应光子束的设备

技术领域

本发明涉及用于生成多色光子束的设备，并且涉及使用这种设备的分析系统。

背景技术

如本领域中的技术人员所知，在某些领域中，诸如样品（可能是医学样品）的分析领域，需要空间相干的多色激光源。这种源通常称为连续体，因为它们传递具有基本上在大光谱宽度（一般地，几十纳米至几百纳米）上持续分布的波长的光子束。

这些源基于采用非线性效应的光和物质相互作用而产生。它们通常包括传递具有“初级”波长的“初级”光子的至少一个连续波或脉冲的激光源（参见[R1]）、以及被布置以从初级光子产生包括具有多个“次级”波长的次级光子的输出光束的微结构光纤或非线性晶体。

采用微结构光纤的源允许获得具有从近紫外线（或UV）（约350 nm）延伸至中红外（一般地5 µm）的光谱宽度的稳定发射。由二氧化硅制成的微结构光纤例如在红外线中局限于2.4 µm，并且具有限制发光能力的特质，因此增加光和物质的相互作用并且改善初级波长至大量次级波长的转换。然而，非线性微结构光纤具有小的核心直径，并且因此在有能量的高限制的情况下，立即达到用于损坏它们材料的阈值。因此，采用微结构光纤的这些源不允许获得高输出能量。此外，它们不允许同时获得属于整个UV域（小于340 nm）和整个红外线域的波长。最后，它们不允许均衡不同的波长的次级光子的群速度，这引起不同的波长的次级光子随着时间去同步化。因此，在某些应用中不可以使用这些源，诸如，多路复用相干反斯托克斯拉曼散射（CARS），具体地，在成像领域中使用以识别和定位样品内的特定化学种类。

非线性晶体代替微结构光纤的使用使得能够避免快速达到损坏阈值。然而当前需要获得次级波长，以用于晶体以相位匹配取向非常精确地定向。因此，只有与一个具体的初级波长相关联的几个具体取向允许获得光谱连续谱，并且仍然主要在红外线域中。还已知的是具有中心对称的格栅的晶体可以生成超连续谱，但是主要使用第三阶非线性（参见[R2]）。

发明内容

本发明的目的具体是改善该情形。

为此，本发明提供了旨在生成多色光子束的设备，并且该设备包括：连续波或脉冲激光源，能够传递具有至少一个波长的初级光子；形成装置，能够作用于初级光子以传输输入光束；以及非线性晶体，被布置以从输入光束产生包括具有多个波长的次级光子的多色输出光束。

这个生成设备的特征在于它还包括控制装置，该控制装置被布置以在非线性晶体中生成与输入光束同步并且能够在非线性晶体中经由电光效应引入相位失配的至少一个电场，以便将输入光束的初级光子转换为具有属于超连续谱的波长的次级光子。

因此，可以获得光子的超连续谱，该光子的波长根据要求可以在从远紫外线至远红外线的范围，同时使群速度的变化最小化。

根据本发明的设备可具有可以单独或组合实现的其他特征，并且具体地：

·它的控制装置可以被布置以在非线性晶体中在垂直于输入光束和输出光束的总方向的第一方向上生成同步电场和/或在垂直于输入光束和输出光束的总方向和该第一方向的第二方向上生成另一个同步电场；

·它的控制装置可包括：第一，取样装置，能够将输入光束分离为朝向非线性晶体引导的主要部分以及辅助部分；以及第二，光电装置，能够在接收到输入光束的每个辅助部分时生成电脉冲；第三，电极，相对非线性晶体放置并且被布置以在接收到每个生成的电脉冲时在非线性晶体中生成（每个）电场；以及第四，延迟装置，被布置以延迟输入光束的主要部分的初级光子使得它们与生成的电场同步到达非线性晶体；

·非线性晶体在光束输入面和光束输出面上可包括能够引入初级光子和/或次级光子的共振的半反射镜；

·电极中的至少一个可具有空间结构，该空间结构能够引入在非线性晶体中生成的电场的空间调制，能够引起所述相位失配和输出光束的光谱分布的改变和/或输入光束的偏振矢量相对于波长转换轴线的相对取向的改变；

·光电装置可包括所谓的“冷冻波”发生器；

·该设备可包括一个接着一个放置的至少两个非线性晶体；

·连续波或脉冲激光源可以能够传递具有被称为初级波长的初级光子以及具有等于这个初级波长的二次谐波的另一个波长的初级光子。在这种情况下，例如，非线性晶体可以是脉冲源的初级波长处的所谓的“倍频器”。

有利地，设备的几个改善是可行的并且可与上述选项兼容，并且能够单独或结合实现：

- 非线性晶体（CN）掺杂有稀土离子，该掺杂允许非线性晶体将次级光子的生成与初级光子和/或次级光子的放大结合；

- 激光源（SL）具有生成允许稀土掺杂的晶体的激光抽运的初级光子，不论所述激光源是否以脉冲方式或以连续波方式操作；

- 非线性晶体（CN）可以具有第二阶和/或第三阶的非线性；

- 非线性晶体（CN）可以是透明陶瓷和/或透明玻璃陶瓷；

- 非线性晶体（CN）可具有中心对称或非中心对称的分子布置；或者实际上

- 非线性晶体（CN）可以掺杂有单独或结合使用的镱、铒、铥、钬、铵、镨甚至铈的离子。

本发明还提供了样品分析系统，该样品分析系统包括至少一个以上提出的类型的生成设备并且能够传递用于分析样品的多色输出光束。

例如，这种系统能够通过多路复用相干反斯托克斯拉曼散射（或CARS）来分析样品。

附图说明

关于阅读以下仅以举例的方式给出的描述并参考附图将更好地理解本发明，在附图中：

- 图1示意性地和功能上地示出了根据本发明的生成设备的第一实施方式；以及

- 图2示意性地和功能上地示出了根据本发明的生成设备的第二实施方式。

具体实施方式

具体地，本发明的目的是提供旨在生成光子FS的多色光束的设备DG。

以下通过非限制性的实例的方式，生成设备TG被认为旨在形成样品分析系统（可选地，用于分析医学样品）的一部分。然而，本发明不限于这种类型的系统。具体地，本发明涉及需要包括能够生成多色光子束的至少一个设备的任意系统。

此外，通过非限制性实例的方式，以下将认为分析系统能够使用多路复用相干反斯托克斯拉曼散射（或CARS）分析样品。然而，本发明不限于这种类型的分析。

通常，本发明涉及许多领域，并且具体地，涉及生物光子（并且具体地，细胞诊断）、非线性多峰成像、光遗传学、相干层析成像技术、LIDAR、流式细胞术、远程化学元素筛查（例如，用于机场安检）、个体检查（例如，在医学领域中）、爆炸物检测和细菌检测。

图1和图2示意性地示出了根据本发明的生成设备DG的两个非限制性实施方式。

如示出的，（生成）设备DG包括至少一个脉冲激光源SL、形成装置MM、至少一个非线性晶体CN、以及控制装置MC。

应注意，这个激光源SL还可以是连续波源。在其余的描述中，仅提到了脉冲激光源的情况，但是所描述的各种实施方式还适用于连续波激光源。

脉冲激光源（或泵激光器）SL能够传递具有以下称为“初级波长”的至少一个波长的所谓的“初级”光子。根据应用要求并且因此根据期望的光谱带选择这个初级（或泵）波长。因此，该波长将可能属于红外（或IR）域、属于可见域或者属于紫外（或UV）域。这些初级光子还可以属于一个或多个域，诸如，红外波长及其二次谐波。

例如，这个脉冲激光源SL可以提供高峰值功率。在这种情况下，例如，将可能存在Nd：YAG激光器利用从10 ps至2 ns的范围内的脉冲产生1064 nm的光子的问题。

形成装置MM能够作用于初级光子以便传递输入光束FE。例如，并且如示出的，这些形成装置MM可包括相对于初级光子的传播安装在脉冲激光源SL的下游的至少一个透镜。

应注意，在图1和图2中示出的非限制性实例中，形成装置MM被布置以传递在通过晶体CN期间非发散的输入光束FE（即，其中，每个脉冲的光子在总方向上彼此基本上平行传播）作为输出。

非线性晶体CN被布置以从输入光束FE产生包括具有多个波长的被称为“次级”光子的多色输出光束FS。这个非线性优选地是二次的。

应注意，根据应用要求并且因此根据期望的光谱带和初级（或泵）波长选择非线性晶体CN。通过举例的方式，在存在利用30 ps的脉冲产生1064 nm的光子的Nd：YAG激光器的情况下，例如，可以使用制造的大体积的周期性极化铌酸锂（PPLN）的非线性晶体CN生成脉冲激光源SL的辐射的二次谐波（或二次谐波发生（SHG））并且在约50°C下操作，并且具有15mm的长度并且准相位匹配（QPM）间距（QPM是其中铁电畴的周期性反转用于产生基波（例如，1064 nm）和二次谐波的波（例如，532 nm）的相位速度差不多相等的技术）等于6.75 µm。应注意，QPM的间距取决于温度。因此，例如，在160°C下可以具有6.54 µm的间距。

然而，可以使用其他非线性晶体CN，诸如，磷酸钛氧钾（KTP）、或周期极化KTP（PPKTP）、或三硼酸锂（LiB₃O₅-或LBO）、或者甚至β硼酸钡（BBO）。

控制装置MC被布置以在非线性晶体CN中生成与输入光束FE同步的至少一个电场，并且能够经由电光效应在非线性晶体（CN）中引入相位失配。这个相位失配能够引起输入光束FE的初级光子转换为具有属于超连续谱的波长的次级光子。

实际上，电光效应引起组成非线性晶体CN的材料的折射率的变化，从而改变初级光子和次级光子之间的相位失配的条件，这调制输出的次级光子的光谱分布。

初级波长和次级波长的传播轴线差不多垂直于引入电光效应的电场的方向。

晶体CN最初切割的方向和电光效应被用于调整非线性晶体CN的传播条件，以便获得促进次级光子的生成的相位失配。次级光子以极高强度的方式（极高强度的初级光子）生成，并且因此输入光束FE的空间分布与频率转换同时改变。这个空间域和时域中的分布同时改变可导致局限性增加，这具有减小输入光束FE的直径的效果，如图1和图2的非线性晶体CN中示意性示出的，或者导致局限性减少，这具有增加输入光束FE的直径的效果。被称为“绝热自聚焦传播”的第一替代方案允许在非线性晶体CN中更容易实现宽带转换。被称为“去聚焦传播”的第二替代方案允许非线性晶体CN在利用输入光束FE的高能量激发期间免受任何光学损伤（集成到非线性传播中的反饱和吸收效应）。

反饱和吸收效应导致输出功率密度的限制（能量密度等于光束的功率和面积之间的比例）。如果功率增加伴随有由光束照亮的面积的增加（这是如果初级光束的功率引起去聚焦的情况），则因此可以获得该效应。

如图1和图2所示，控制装置MC被布置以在非线性晶体CN中在垂直于输入光束FE和输出光束FS的总方向的第一方向上生成第一同步电场和/或在垂直于输入光束FE和输出光束FS并垂直于该第一方向的总方向的第二方向上生成第二同步电场。然后可以各种方式改变垂直于光束的传播方向的两个方向上的材料的折射率。这允许获得相位失配的更大选择。然而，还可以使用零相位失配的点。将在以下回顾可以或可以不实施的这些不同选项。

还如图1和图2所示，控制装置MC可至少包括取样装置MP、光电装置MO、电极Ej和延迟装置MR。

取样装置MP安装在脉冲激光源SL和非线性晶体CN之间。它们能够将输入光束FE分为朝向非线性晶体CN引导的主要部分FE1以及朝向光电装置MO引导的辅助部分FE2。

例如，并且如非限制性示出的，这些取样装置MP可包括相对于垂直于输入光束FE的总方向的平面倾斜例如45°的半反射镜。

光电装置MO能够在接收到输入光束的每个辅助部分FE1时生成电脉冲。每个电脉冲优选地具有高电压，该脉冲与生成它并为电极Ej所用的光脉冲（FE1的初级光子）同步。光电装置MO例如可以采取所谓“冷冻波”发生器的形式，该“冷冻波”发生器可以生成高于一千伏的幅值并且具有单极或双极分布（通常持续时间为1 ns至3 ns）的电脉冲。双极分布使得可以从晶体CN的一个偏振方向迅速传递至反方向，有利于实时超速改变相位匹配。

电极Ej相对非线性晶体CN放置并且被布置以在接收到由光电装置MO生成的每个电脉冲时在非线性晶体（CN）中生成（每个）电场。在电极Ej与晶体CN之间引入液体或导电胶促进电场穿透到晶体CN中。例如，这个导电胶可以是导电粘合剂，诸如，含银树脂。

将理解，为了生成上述第一电场，使用相对非线性晶体CN的两个第一对立面放置的两个电极Ej（在此j=1或2），并且为了生成上述第二电场，使用相对非线性晶体CN的两个第二对立面放置的两个电极Ej，所述第二对立面垂直于第一面。这些第一面和第二面平行于输入光束FE和输出光束FS的总方向，并且垂直于非线性晶体CN的输入面F1，即输入光束FE经由其穿透的面，并且垂直于非线性晶体CN的出射面F2，即输出光束FS经由其出射的面。当期望的是生成第一电场和第二电场这两者时，两个电极Ej被放置为与非线性晶体CN的两个第一对立面相对，并且两个其他的电极Ej’被放置为与非线性晶体CN的两个第二对立面相对，所述第二对立面垂直于第一面。在后一种替代方案中，或者光电装置MO在接收到输入光束的每个辅助部分FE2时生成两个电脉冲，并且将这两个电脉冲同时传输至两对电极Ej，使得两对电极创建旨在两个垂直方向上引入两个相位失配的两个电场，或者光电装置MO在接收到输入光束的每个辅助部分FE2时生成单个电脉冲，并且将该单个电脉冲传输至所讨论的该对电极Ej，使得电极创建旨在一个方向上引入相位失配的电场。

延迟装置MR被布置以延迟入射光束FE的主要部分FE1的初级光子，使得它们与（每个）生成的电场同时到达非线性晶体CN。例如，这些延迟装置MR可以采取延迟线的形式，延迟线允许到达非线性晶体CN的每个光脉冲（初级光子）与通过光电装置MO生成的对应的电脉冲同步。

如图2的第二实例中非限制性示出的，应注意，非线性晶体CN在其入射面F1上及其出射面F2上可选地包括能够引入初级光子和/或次级光子的共振的半反射镜MS。这个选项旨在促进借助于电光效应在非线性晶体CN中生成广谱。这个共振效应通过乘以通过晶体CN的通道数量来增加转换效率（具体地，转换光束的强度与穿过的非线性介质的长度的平方成比例）。这些半反射镜MS可以添加元件，或者由例如介电的表面处理限定。

尽管图1和图2中未示出，但是还应注意，电极Ej中的至少一个可具有能够引入在非线性晶体CN中生成的电场的空间调制的空间结构。这个空间调制能够引起相位失配和输出光束FS的光谱分布的改变和/或输入光束FE1的偏振矢量相对于波长转换轴线的相对取向的改变。如图1和图2所示，输入光束FE1的这个偏振矢量可以经由半波（或λ/2）片LD定向，或者实际上经由四分之一波（或λ/4）片改变。

将理解，在有这种空间结构（或不均匀性）的情况下，电场变得不均匀，从而允许在通过非线性晶体CN传播的整个长度上控制宽带非线性转换。因此，例如，入射面F1附近的电场可以比出射面F2附近的更强烈。应注意，这个结构可以可选地是周期性的，以便通过改变初级光子和次级光子的速度来控制相位失配。

尽管在图1和图2中未示出，但是还应注意，设备DG可以可选地包括一个接着一个放置的至少两个非线性晶体CN。在这种情况下，每个晶体在特定方向上切割。这允许显著地改变相位匹配以便获得初级光子的更广泛转换（不可以通过将电极Ej偏置来这样做，这在相位匹配上具有更有限的影响）。

还应注意，脉冲激光源SL可以能传递具有初级（或基本）波长的初级光子以及具有等于初级波长的二次谐波的另一个波长的初级光子。在这种情况下，非线性晶体CN可以是用于初级光子的所谓的“倍频器”。然后由两个不同波长的光子同时抽运，从而允许超连续谱的次级光子的波长的数量增加。

在晶体中借助于泵波的功率生成超连续谱，泵波将其能量传送至其他波长。因此如果初级光子在它们通过晶体期间再放大，则可以获得更好的生成。由于频率转换，初级光子的消耗经由激光放大补偿。次级光子也可以被放大以获得更多输出功率。

可以通过将一个或多个稀土离子添加至（或掺杂）晶体并且通过以连续波或脉冲方式利用一个或多个泵波将它们抽运，来实现该放大。例如，已经在光纤中采用这类放大过程（参见[R3]）。

此外，通常使用作为例如“柴可拉斯基（Czochralski）”生长过程（参见[R4]和[R5]）的晶体生长过程获得非线性晶体。在生长之后，晶体以特定取向切割并且可以在激光器源和/或非线性转换实验中使用。

还已知的是可以基于微晶的粉末的凝聚使用制造过程获得相同的晶体。在凝聚之后，经由极高温压制操作（称为烧结）来固化坯。然后获得由微晶（陶瓷）组成的晶体并且可以与经由晶体生长获得的它的同系物一样透明（参见[R6]）。至于特定的烧结温度条件，材料中可以出现多个相。然后晶体包含在玻璃相中。然后被称为玻璃陶瓷，即局部具有玻璃相和结晶相的材料（参见[R7]）。

因此，设备的几个改进是可行的并且与上述选项兼容：

- 非线性晶体（CN）可以掺杂有稀土离子，该掺杂允许非线性晶体将次级光子的生成与初级光子和/或次级光子的放大结合；

- 激光源（SL）具有生成允许稀土掺杂的晶体的激光抽运的初级光子，不论所述激光源是否以脉冲方式或以连续波方式操作；

- 非线性晶体（CN）可以具有第二阶和/或第三阶的非线性；

- 非线性晶体（CN）可以是透明陶瓷和/或透明玻璃陶瓷；

- 非线性晶体（CN）可具有中心对称的或非中心对称的分子布置；或者实际上

- 非线性晶体（CN）可以掺杂有单独或结合使用的镱、铒、铥、钬、铵、镨甚至铈的离子。

本发明具有几个优势，其中：

·使得可以获得具有高光谱功率密度的超连续谱，这是因为非线性晶体的横截面远远大于光纤芯的横截面；

·使得可以在通过小长度的非线性晶体之后使初级光子和次级光子之间的时间分离最小化，并且因此可以获得更相干的多色发射；

·使得可以借助于非线性晶体的大透明性区域获得具有从远紫外至远红外范围内的波长的光子；以及

·使得可以借助于由空间和时间上受控的电磁激励导致的非线性晶体中的传播参数的改变来适配次级光子的光谱分布并且根据可用脉冲激光源的能量调整光谱功率密度。

在附图和前述描述中详细示出和描述了本发明。描述必须被认为是说明性的并且以实例的方式给出，并且不将本发明仅局限于这个描述。可以存在许多变形的实施方式。

参考文献

[R1] Mussot, A.; Kudlinski, A.; Kolobov, M.; Louvergneaux, E.; Douay,M.; Taki, M.; "Observation of extreme temporal events in CW-pumpedsupercontinuum” Optics Express 17(19) 17010-7015 (2009)

[R2] F. Silva, D.R. Austin, A. Thai, M. Baudisch, M. Hemmer, D.Faccio, A. Couairon & J. Biegert; "Multi-octave supercontinuum generationfrom mid-infrared filamentation in a bulk crysta" nature communications | 3:807 | DOI: 10.1038

[R3] Roy, Aude; Leproux, Philippe; Roy, Philippe; Auguste, Jean-Louis; Couderc, Vincent, "Supercontinuum generation in a nonlinear Yb-doped,double-clad, microstructured fiber" Journal of the Optical Society of AmericaB 24(4) 788-791(2007)

[R4] M. Spiesser, Jan Czochralski "Méthode de tirage des cristaux",Bulletin GFCC (May 1999)

[R5] J. Czochralski, Z. Physik Chem. 92 (1918) 219

[R6] Garanin, S. G.; Rukavishnikov, N. N.; Dmitryuk, A. V.; Zhilin,A. A.; Mikhaĭlov, M. D. Laser ceramic. 1. Production methods Journal ofOptical Technology 77(9) 565-576 (2010)

[R7] Chen, Xiaobo; Song, Zengfu; Hu, Lili; Zhang, Junjie; Wen, Lei, "Experimental study on a nonlinear photonics process of Er(0.5)Yb(3):FOVoxyfluoride nanophase vitroceramics"; Optics Letters 32(14) 2019-2021 (2007)。

Claims (17)

1.一种用于生成多色光子束的设备（DG），所述设备（DG）包括：

脉冲激光源（SL），能够传递具有至少一个波长的初级光子；

形成装置（MM），能够作用于所述初级光子以传递输入光束；以及

非线性晶体（CN），被布置以从所述输入光束产生包括具有多个波长的次级光子的多色输出光束，

其特征在于，所述设备还包括控制装置（MC），所述控制装置被布置以在所述非线性晶体（CN）中生成与所述输入光束同步的至少一个电场，所述至少一个电场在所述非线性晶体（CN）中经由电光效应引入所述次级光子与所述初级光子之间的相位失配，以便将所述输入光束的所述初级光子经由二次谐波产生的级联而转换为形成超连续谱的次级光子。

2.根据权利要求1所述的用于生成多色光子束的设备，其特征在于，所述控制装置（MC）被布置以在所述非线性晶体（CN）中在垂直于所述输入光束和所述输出光束的总方向的第一方向上生成同步电场和/或在垂直于所述输入光束和所述输出光束的总方向以及所述第一方向的第二方向上生成另一个同步电场。

3.根据权利要求1所述的用于生成多色光子束的设备，其特征在于，所述控制装置（MC）包括：i）取样装置（MP），能够将所述输入光束分离为朝向所述非线性晶体（CN）引导的主要部分以及辅助部分；ii）光电装置（MO），能够在接收到所述输入光束的每个辅助部分时生成电脉冲；iii）电极（Ej），相对所述非线性晶体（CN）放置并且被布置以在接收到每个生成的电脉冲时在所述非线性晶体（CN）中生成所述电场；以及iv）延迟装置（MR），被布置以延迟所述输入光束的所述主要部分的所述初级光子使得它们与生成的所述电场同步到达所述非线性晶体（CN）。

4.根据权利要求3所述的用于生成多色光子束的设备，其特征在于，所述非线性晶体（CN）在输入面（F1）上和输出面（F2）上包括能够引入所述初级光子和/或所述次级光子的共振的半反射镜（MS）。

5.根据权利要求3所述的用于生成多色光子束的设备，其特征在于，所述电极（Ej）中的至少一个具有空间结构，所述空间结构能够引入在所述非线性晶体（CN）中生成的所述电场的空间调制、能够引起所述相位失配和所述输出光束的光谱分布的改变和/或所述输入光束的偏振矢量相对于波长转换轴线的相对取向的改变。

6.根据权利要求3至5中的一项所述的用于生成多色光子束的设备，其特征在于，所述光电装置（MO）包括所谓的“冷冻波”发生器。

7.根据权利要求1至5中的一项所述的用于生成多色光子束的设备，其特征在于，所述设备包括一个接着一个放置的至少两个非线性晶体（CN）。

8.根据权利要求1至5中的一项所述的用于生成多色光子束的设备，其特征在于，所述脉冲激光源（SL）能够传递具有被称为初级波长的初级光子和具有等于所述初级波长的二次谐波的另一个波长的初级光子，并且其特征在于，所述非线性晶体（CN）是所述初级波长处的所谓的“倍频器”。

9.根据权利要求1至5中的一项所述的用于生成多色光子束的设备，其特征在于，所述脉冲激光源（SL）能够由连续波激光源代替。

10.根据权利要求1至5中的一项所述的用于生成多色光子束的设备，其特征在于，所述非线性晶体（CN）掺杂有稀土离子，该掺杂允许所述非线性晶体将次级光子的生成与所述初级光子和/或所述次级光子的放大结合。

11.根据权利要求10所述的用于生成多色光子束的设备，其特征在于，使用的所述激光源具有生成允许稀土掺杂的晶体的激光抽运的初级光子的能力。

12.根据权利要求1至5中的一项所述的用于生成多色光子束的设备，其特征在于，所述非线性晶体（CN）具有第二阶和/或第三阶的非线性。

13.根据权利要求1至5中的一项所述的用于生成多色光子束的设备，其特征在于，所述非线性晶体是透明陶瓷和/或透明玻璃陶瓷。

14.根据权利要求1至5中的一项所述的用于生成多色光子束的设备，其特征在于，所述非线性晶体具有中心对称的分子布置。

15.根据权利要求1至5中的一项所述的用于生成多色光子束的设备，其特征在于，所述非线性晶体掺杂有单独使用或结合使用的镱、铒、铥、钬、铵、镨或铈的离子。

16.一种样品分析系统，其特征在于，所述样品分析系统包括至少一个根据前述权利要求中的一项所述的用于生成多色光子束的设备（DG），所述用于生成多色光子束的设备能够传递用于分析样品的多色输出光束。

17.根据权利要求16所述的样品分析系统，其特征在于，所述样品分析系统能够通过多路复用相干反斯托克斯拉曼散射来执行所述样品的分析。

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