● 摘要
随着激光技术的发展，光纤脉冲激光器由于具有结构简单、体积小、稳定、光束质量好等优点在许多领域中得到了广泛的应用，如光通信，生物，工业制造等等。本论文将对光纤放大器的仿真及光脉冲激光器中的不同锁模状态的仿真。本论文首先说明了光纤脉冲激光器的基本原理和脉冲在光纤中的传输方程，并讨论光腔中色散与非线性效应对脉冲传输的影响，色散与非线性的不同搭配导致不同的锁模状态。由于激光器中增益光纤的增益受到泵浦功率、铒离子浓度及光纤长度的影响，增益是非线性变化的，因此在进行光纤脉冲激光器的仿真前，有必要对于光纤放大器进行仿真。本论文第三章首先介绍了光纤放大器的理论模型，讨论了若干影响放大器性能的参数。接着对在实验上对某种增益光纤分别进行了小信号增益与大信号增益的测量。在实验测量后，本论文在optisystem中建立了仿真模型，并对影响增益光纤性能的参数作了大量的仿真工作，并对比实验结果，计算出最为接近实验结果的仿真参数，并根据此仿真参数计算出增益光纤的增益谱，算出增益及泵浦功率在光纤中随着长度的变化分布，对于未来实验中光放大器及光纤激光器的优化设计提供了仿真基础，具有一定的指导作用。在进行完增益光纤的仿真后，本论文第四章进行光纤脉冲激光器的仿真，本次仿真是在optisystem及matlab的环境下完成的，仿真模型是基于快速可饱和吸收体的被动锁模环形激光腔，腔内为负色散，首先调节参数算得基本孤子态的锁模，在孤子锁模的基础上提高泵浦，获得了松束缚孤子对锁模状态，展示和分析了松束缚孤子态的时域波形和光谱。然后在此基础上调节参数，实现两种滤波器情况下紧束缚孤子态的锁模，分析了束缚态孤子光腔中脉冲的时域波形、相位和光谱的变化，并讨论滤波器在束缚态孤子形成所发挥的作用。