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锁模激光的高峰值功率、窄脉冲等优点,在精密测量,生物医疗,科学研究,航空航天,工业生产等领域有很重要的应用。基于被动锁模的非线性放大环形镜(Nonlinear amplifying loop mirror,NALM)激光器是近年来研究的热点,该结构利用腔自身的等效可饱和吸收特性,完美的避开了可饱和吸收体损伤阈值低,寿命短等缺点,因此是实现光纤锁模极具前景的方法之一。研究不同条件下的锁模参数及腔内状态对NALM输出脉冲性能的影响,对稳定脉冲输出和脉冲性能的控制等方面有着重要的指导意义和应用价值。本文从NALM的原理出发,探究了“9”字腔光纤激光器的锁模条件,输出特性及调控方法。文章的主要内容如下:1.探究了 NALM被动锁模激光器的基本原理,分析了现有“9”字腔结构的锁模机制与锁模特性,在非保偏“9”字腔的基础之上进一步完善和改进,搭建了基于偏振分束棱镜的全保偏“9”字腔锁模激光器。该激光器能输出中心波长1573.2nm,脉宽为797fs,重频51.9MHz的锁模激光,转动腔内波片时可以实现7.3 nm的波长可调谐范围。2.设计了全保偏偏振分光棱镜与准直器的混合器件,优化“9”字腔结构,提高了激光腔的稳定性。在同一个激光腔内实现了重频高达86.5 MHz,脉宽分别为1.51 ps和1.71 ps,光谱不同,输出功率也不同的双状态锁模脉冲输出,同时降低了激光器的搭建成本,最后从相位噪声出发分析了影响“9”字腔的稳定条件。3.借助琼斯矩阵分析了全光纤保偏“9”字腔透射率随腔内各参数的变化,设计并加工了光纤非互易性相移器,搭建了基于光纤耦合器的全保偏“9”字形光纤锁模激光器,成功的实现了全保偏光纤结构下锁模激光的输出,该激光器输出的脉冲存在强度上的周期性调制,并且频谱上会产生新的周期性梳齿。全光纤保偏“9”字腔相比偏振分光棱镜“9”字腔,省去了空间结构部分,体积更小,便于移动,集成度更高,抗环境的干扰能力更强。