摘要:基于可饱和吸收体的全固态脉冲激光器由于其结构简单、成本低廉、操控简便等特点被广泛研究和使用。Fe₃O₄纳米颗粒（FONP）作为一种新型的可饱和吸收体,由于其具有半导体特性、较大的三阶非线性极化率、带隙宽度可调及超宽的工作带宽等特性,使其备受关注。本文研究了FONP在1.3μm全固态激光器中的应用,利用自行制备的FONP可饱和吸收体在1.3μm全固态Nd:YVO₄激光器中实现了脉冲输出;创新性地将氧化石墨烯（GO）与FONP进行杂化,并使用改进后的饱和吸收体提升了激光器的性能。本文主要研究内容如下:第一,研究了FONP构成的新型功能性材料磁流体的各种性质。对磁流体的线性光学性质进行了研究。理论分析了FONP的饱和吸收原理;研究并制备了基于FONP和GO的不同类型的饱和吸收体;对实验用FONP和GO进行了测试表征,对自制的3种饱和吸收体进行了非线性光学性质的测试表征。第二,研究了基于FONP的1.3μm全固态被动调Q激光器。分析并设计了模式匹配、热效应、光斑大小等重要参数;首次实现了基于FONP饱和吸收体的1.3μm调Q脉冲激光输出,脉宽为654 ns,重复频率147 k Hz、输出功率为151 m W;实现了基于FONP和GO杂化饱和吸收体（GO-FONP）的全固态调Q脉冲激光输出,脉宽为163 ns,重复频率314 k Hz、输出功率为306 m W。第三,研究了基于FONP的1.3μm全固态被动调Q锁模激光器。分析并设计了模式匹配、热效应、光斑大小等重要参数;首次实现了基于FONP饱和吸收体的调Q锁模脉冲激光输出,调Q包络的平均输出功率为157 m W,最小脉宽为767ns,重复频率为116 k Hz,锁模脉冲最小脉宽为660 ps,重复频率为154.5 MHz。