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脉冲光纤激光器凭借着其峰值功率高、脉冲能量大、工作性能稳定等一系列优点,在诸多领域具有广泛的应用前景。基于类可饱和吸收特性产生的调Q和锁模脉冲,是主要产生脉冲的两种方式,所以可饱和吸收体性质的优劣,在很大程度上决定了脉冲激光器的输出特性。本论文的主要工作是对过渡金属硫化物这一新型可饱和吸收体展开研究的,并且将其应用到1.0μm波段的光纤激光器中。 论文的具体研究工作如下: 1、制备了一种过渡金属硫化物—二硫化钨(WS2)和聚乙烯醇混合而成的可饱和吸收体薄膜,分别测量了其扫描电镜(SEM)和拉曼光谱。分析了Z扫描的理论基础,利用Z扫描技术测量了二硫化钨分散液的非线性透过率和折射率,证明了它是一种具有高损伤阈值的优质可饱和吸收体材料。 2、实验利用二硫化钨可饱和吸收体薄膜,分别搭建了掺镱锁模光纤激光器和可调谐调Q光纤激光器。在锁模激光器中,获得了中心波长为1064.3nm,3dB光谱宽度只有0.55nm,脉冲宽度为206ps的锁模脉冲。在可调谐调Q光纤激光器中,实现了38nm带宽的连续可调,分别讨论了在泵浦功率固定的情况下,输出脉冲特性随波长的变化,和波长取固定值,脉冲宽度和重复频率随着泵浦功率的变化。 3、针对掺镱光纤的吸收、发射谱特性,利用二硫化钨超宽的饱和吸收特性,实验实现了980nm波段的脉冲输出,先后设计了F-P直腔型和环形腔光纤激光器,最后利用915nm的多模泵在双包层掺镱光纤中,利用二硫化钨复合薄膜实现了980nm波段的调Q脉冲输出。 本论文的主要创新点: 1、采用了简洁、高效的制备方法获得了具有较高饱和吸收特性的二硫化钨复合薄膜,并且利用它,实现了1.0μm波段的调Q和锁模脉冲输出,其中可调谐调Q光纤激光器从1027nm到1065nm这38nm带宽范围内都连续可调,实验发现二硫化钨的调谐范围远远不止于此,主要是受限于可调滤波器的带宽。 2、提出并实现了利用二硫化钨的超宽饱和吸收特性,在双包层掺镱光纤激光器中获得了稳定的调Q脉冲输出。提出利用二硫化钨的超高损伤阈值,能够在1.0μm波段实现高功率脉冲输出。