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利用半导体可饱和吸收镜(Semiconductor Saturable Absorber Mirror,SESAM)实现被动锁模的光纤激光器,可实现连续锁模脉冲输出,具有结构简单、集成度高、性能稳定、泵浦阈值低、可实现全光纤构架等特点,应用前景广阔,是目前光纤脉冲激光领域的研究热点之一。本文在国内率先采用SESAM和全光纤腔体结构实现了稳定的连续锁模输出,并对窄带和宽带限模时的激光输出特性进行了对比研究。通过对SESAM被动锁模脉冲光特性随泵浦功率的变化过程进行仔细观察和较为详尽的分析,探索SESAM被动锁模光纤激光器的物理内涵,总结出其内在变化规律,为进一步提高激光器的性能指标奠定基础。主要内容包括:1.理论方面:利用非线性薛定谔方程对SESAM被动锁模进行数值模拟,得到了相同初态、不同增益和色散条件下的锁模脉冲演化过程;模拟结果与实验现象在演化趋势上具有很好的一致性;2.实验方面:(1)利用布拉格光纤光栅进行窄带限模,并采用具有不同饱和通量的SESAM进行被动锁模,均实现了稳定的调Q、连续锁模和多脉冲调制输出。其中,采用较小饱和通量的SESAM,得到了中心波长1064.2nm、光谱带宽约0.5nm、重复频率17.3～27.0MHz、脉宽约40ps的稳定连续锁模输出;采用较大饱和通量的SESAM,得到了脉宽约15.1ps的多脉冲调制输出;(2)利用自制光纤环形镜进行宽带限模,实现了稳定的调Q、调Q锁模、可调谐连续锁模以及多脉冲调制输出,得到了线宽约10nm、脉宽约17.4ps的稳定连续锁模输出;(3)对其它腔体结构被动锁模特性进行了探索性的实验研究(包括采用4%光纤反射端面作腔镜和放大光纤环形腔结构)。通过对各种腔体结构实验结果的对比研究分析,总结出了SESAM被动锁模光纤激光器的规律性认识,并探讨了SESAM损伤的相关因素。文中还依据总结出的规律设计出利用双SESAM进行被动锁模的新型腔体结构。研究结果对SESAM被动锁模光纤激光器的进一步发展及应用具有重要的参考价值。