【摘 要】
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因被动锁模光纤激光器具有使用方便、稳定性高和体积小等优点,近数十年来得到了广泛而深入的研究。在光纤激光器中,孤子在传播过程中受到色散、非线性、损耗和增益等诸多因素的影响,展现出丰富的动力学特性。基于各种腔形的设计,被动锁模光纤激光器可以产生各种相干且稳定的光脉冲。因此,利用光纤激光器对各种孤子非线性现象动力学特性的研究,对激光技术的发展具有重要的研究价值和实际意义。本文搭建了掺铒光纤激光器,在合理
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因被动锁模光纤激光器具有使用方便、稳定性高和体积小等优点,近数十年来得到了广泛而深入的研究。在光纤激光器中,孤子在传播过程中受到色散、非线性、损耗和增益等诸多因素的影响,展现出丰富的动力学特性。基于各种腔形的设计,被动锁模光纤激光器可以产生各种相干且稳定的光脉冲。因此,利用光纤激光器对各种孤子非线性现象动力学特性的研究,对激光技术的发展具有重要的研究价值和实际意义。本文搭建了掺铒光纤激光器,在合理设计激光腔内参数的情况下,光纤激光器可以获得各种孤子丰富的非线性现象,主要的研究内容包括:1、简述了光纤激光器的产生背景及其应用价值,详细叙述了掺铒锁模光纤激光器的特点及其国内外的研究现状。2、描述了常用的三种被动锁模光纤激光器的技术,介绍了光脉冲在光纤中的传输理论以及非线性偏振旋转（Nonlinear polarization rotation,NPR）技术的锁模原理和特点,最后基于NPR技术利用Ginzburg-Landau方程模拟光纤激光器的锁模动力学过程。3、双波长可切换光纤激光器的研究。在掺铒光纤激光器中利用NPR锁模技术在波长为1533.2 nm和1557.2 nm处实现双波长锁模,且这两个波长之间可以切换锁模。此外,在实验中还观察到三波长锁模以及多脉冲锁模。该实验结果有助于人们深入了解双波长可切换锁模光纤激光器的孤子动力学行为。4、梯形类噪声脉冲以及谐波脉冲的研究。搭建了被动锁模掺铒光纤激光器,利用NPR技术研究了大反常色散光纤激光器中的高能梯形类噪声脉冲的特性以及谐波梯形脉冲,分析了激光器的结构、工作原理及其输出特性,该结果有利于加强人们对高能梯形类噪声脉冲光纤激光器输出特性的理解,可以作为一种具有潜在应用价值的多功能光源。5、宽带色散管理耗散孤子和孤子分子的研究。对光纤激光器进行色散管理,在微正色散区域中获得宽带耗散孤子和各种类型的孤子分子。实验中获得了带宽为56.5 nm的耗散孤子,其光谱谱线的轮廓为准矩形。通过控制激光腔的参数,可以在光纤激光器中观测到各种类型的孤子分子,包括常规孤子分子和非常规结构化孤子分子。孤子分子在自相关上表现出不同的结构特征,这些特征与孤子数、孤子强度和孤子分子内的孤子间隔有关。这一结果有助于丰富光纤激光器在微正常色散范围内的孤子动力学。
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