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中红外光纤超连续谱光源由于光谱范围宽、光束质量好、输出亮度高等优点，在光谱分析、大气探测、生物医疗以及军事国防等领域有着广泛的应用前景。近年来，随着高功率激光泵浦源输出功率的提升以及中红外非线性光纤质量的改善，高功率中红外超连续谱光源逐渐成为国内外的研究热点，更高的输出功率、更宽的光谱范围成为中红外超连续谱光源未来发展的方向。基于此，本论文对高功率全光纤中红外超连续谱光源展开全面系统的研究。主要内容概括如下: 1.对中红外超连续谱的产生进行理论方面的研究。阐述了超连续谱形成的基本原理，为更好的理解超连续谱形成过程，从麦克斯韦方程组出发推导出描述超连续谱形成的非线性薛定谔方程，并在此基础上对光纤中的色散和几种非线性效应进行详细的介绍。 2.通过对比氟化物光纤、碲酸盐光纤和硫系玻璃光纤在高功率中红外超连续谱产生方面的优缺点，确定了采用ZBLAN光纤作为中红外非线性光纤，2μm皮秒或纳秒单模掺铥光纤放大器作为泵浦源实现高功率全光纤中红外超连续谱光源的方案，并从ZBLAN光纤损伤阈值角度分析了高功率中红外超连续谱实现的可行性。另外，对ZBLAN光纤的处理与切割、冷却系统设计和ZBLAN光纤与泵浦激光的耦合方法做了详细研究，为高功率中红外超连续谱研究打下了基础。 3.采用皮秒脉冲作为ZBLAN光纤的泵浦源进行高功率全光纤中红外超连续谱实验研究。首先采用SESAM锁模技术，在全光纤掺铥超短腔中实现稳定的高重复频率皮秒脉冲输出，然后采用自制的高功率2μm单模掺铥光纤放大器对该皮秒脉冲进行放大，最后泵浦ZBLAN光纤，得到了最大输出功率为24.3W，最宽光谱范围从1.9μm到大于3.8μm的高功率中红外超连续谱。据我们所知，24.3W的中红外超连续谱是目前为止ZBLAN光纤所实现的最高功率的中红外超连续谱输出。 4.采用类噪声纳秒脉冲作为ZBLAN光纤的泵浦源进行高功率全光纤中红外超连续谱实验研究。首先采用全光纤非线性环镜锁模技术，在2μm处实现类噪声脉冲输出，输出脉冲包络宽度为1.4ns，重复频率为3.36MHz。然后将该类噪声脉冲在单模掺铥光纤放大器中提高峰值功率后再泵浦ZBLAN光纤，最后得到了输出功率为14.3W，光谱范围从1.9μm到3.62μm的中红外超连续谱，光谱没能进一步展宽的原因，受限于耦合进ZBLAN光纤中类噪声脉冲的峰值功率。据我们所知，这是类噪声脉冲首次用于中红外超连续谱的产生。