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脉冲激光在工业加工、激光传感、激光通信以及医疗手术等方面具有广泛的应用。与传统的激光器相比脉冲光纤激光器具有体积小、光束传导性能好、能量转化率高、性能稳定等优点,成为了未来高功率短脉冲激光的发展方向,因此对脉冲光纤激光器的研究尤为重要。出于上述目的,本文主要开展了基于可饱和吸收体特别是新型二维材料的短脉冲光纤激光器的研究。本论文的研究工作主要从以下几个方面展开: 1.在1μm波段搭建了基于非线性偏振旋转效应锁模的掺镱光纤激光器。首先搭建了重复频率为72.9MHz,脉冲宽度为1.9ps,输出功率为108.7mW的锁模掺镱光纤激光器,为了应用于二维材料的可饱和吸收性的测量装置中,对激光器的腔型结构进行了调整,输出的脉冲重复频率降为56.9MHz,脉冲宽度增加为3.4ps,最大输出功率可达180.7mW。随后对脉冲进行了腔外压缩,使用一对300刻线/mm的反射光栅将脉冲压缩到了241fs。 2.使用过渡金属硫化物材料实现了高能量的调Q脉冲输出。实验中使用的MoS2和WS2通过微波辅助水热法制备,然后将这两种材料分别制备成了聚乙烯醇(PVA)薄膜。MoS2薄膜和WS2薄膜对激光的吸收曲线显示MoS2-PVA的调制深度为2.16%,饱和强度为1.276MW/cm2,WS2-PVA的调制深度为7.11%,饱和强度为22.87MW/cm2。将MoS2和WS2薄膜分别插入到全光纤振荡器中,均获得了调Q脉冲输出,基于MoS2-PVA可饱和吸收体获得的调Q脉冲的重复频率为152.2kHz,单脉冲能量为256nJ,最小的脉冲宽度为1.08μs。基于WS2-PVA调Q的重频变化范围为67.31~97.4kHz,最大单脉冲能量为221.7nJ,最短脉冲宽度为0.99μs。 3.基于过渡金属硫化物合金可饱和吸收体在掺镱全光纤激光器中实现了激光器的调Q运行。以Mo0.5W0.5S2为可饱和吸收体,对比了薄膜可饱和吸收体与拉锥光纤可饱和吸收体这两种类型的作用方式对激光调Q的影响。测量了Mo0.5W0.5S2-PVA薄膜的可饱和吸收性,Mo0.5W0.5S2-PVA薄膜的调制深度为5.63%,饱和强度为6.82MW/cm2,且在高功率下表现出了反饱和吸收的性质。基于薄膜可饱和吸收体调Q的脉冲重频变化范围为39.44~89.09kHz,调Q脉冲的最短持续时间为1.22μs,单脉冲能量为148.8nJ。使用拉锥光纤可饱和吸收体,获得了高达339nJ的调Q脉冲输出,调Q脉冲的最短脉冲持续时间为1.46μs。