题目：非线性偏振旋转锁模掺铒飞秒光纤激光器研究

锁模掺铒飞秒光纤激光器由于其高峰值功率和超短的脉冲持续时间两个特点，在光纤通信、工业加工以及军事方面有广泛的应用和更大的应用前景。本文针对非线性偏振旋转锁模环形腔掺铒光纤激光器的器件参数对输出的影响以及非线性偏振旋转腔内脉冲演化、脉冲分裂等问题，进行相应的理论与实验研究。论文主要工作有：1) 阐述了飞秒脉冲光纤激光器研究的意义，介绍了非线性偏振旋转锁模光纤激光器的概念、发展现状、发展应用的前景。2) 对锁模光纤激光器的原理和实现方式进行了理论分析，研究光脉冲在光纤中传输的方程，重点关注了影响光脉冲传输的主要物理效应：色散与光纤非线性。3) 系统分析了非线性偏振旋转光纤激光器的锁模原理，建立模型并得到锁模时域方程，然后仿真研究了腔体参数对锁模脉冲特性的影响。此外，本论文还对锁模腔内脉冲演化过程进行了仿真。仿真是利用分布傅立叶算法，使用耦合非线性薛定谔方程作为理论基础，分析了微弱小幅脉冲在腔内快速增长与稳定的情况。4) 实验研究了非线性偏振旋转锁模光纤激光器的各种运转情况，得到了单波长可调谐连续激光输出、双波长输出、锁模脉冲激光输出、多脉冲输出等现象。单波长连续输出情况下，波长从1556.93nm到1606.33nm之间连续可调，可调谐范围达到49.4nm。锁模脉冲输出时，脉冲重频为22.7MHz，光谱3dB带宽为7.5nm，对应的变换极限脉冲宽度约336fs。详细分析了各种现象出现的理论原因，并根据分析进一步深化对激光器的优化与研究。5) 基于非线性偏振旋转研究的基础之上，分析了Lyot光滤波器的原理和使用技术，在环形腔内加入了保偏光纤形成光纤型Lyot光滤波器，并且实现了多波长等间隔连续激光输出。通过改变Lyot滤波器中的保偏光纤长度实现波长间隔1.9nm和3.8nm输出，与理论计算值吻合较好。修改实验方案后在此环形腔中实现了调Q锁模运转，观察到了Lyot滤波器对于调Q锁模光谱的影响。