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超短光脉冲的产生不仅是实现OTDM/WDM的关键技术之一,同时也是非线性光学、超快光学等研究方向的前沿课题。光纤激光器以掺稀土元素光纤作为增益介质,与半导体激光器相比,具有增益特性好、转换效率高、阈值低、输出光束质量好、与现有通信系统相兼容等特点;与传统固体激光器相比,其具有体积小、重量轻、结构紧凑、可靠性高等优点,是目前超短脉冲激光技术领域中的热点研究课题。本论文主要围绕掺Er3+锁模光纤激光器,结合实验室现有条件进行了如下工作: （1）研究了光纤激光器锁模物理机制,对比分析了各种锁模技术优缺点,根据锁模光纤激器腔体结构,归纳总结了6种传输结构分析模型,并针对各种传输模型讨论了其相应的锁模脉冲传输方程。 （2）提出了一种新型的分步有限差分（SSFD）算法来求解非线性锁模脉冲传输方程。结果表明,该算法可以有效地提高脉冲传输方程的计算速度和精度,特别是在分析强非线性问题时,相比分步傅利叶变换（SSFT）和传统有限差分（FD）算法有极大的改进。 （3）从时域锁模方程出发,分析了利用非线性偏振旋转（NPE）效应实现锁模的物理机制,详细讨论了腔体损耗、色散、自相位调制、NPE可饱和吸收体对锁模光纤激光器的影响;根据路径平均非线性薛定谔方程,对NPE被动锁模光纤激光器自起振特性、稳定性进行理论分析,研究了各种腔体参数对被动锁模自起振特性的影响,得到了自起振锁模的实现条件;采用掺Er3+光纤作为增益介质,利用NPE锁模机制,研制出了具有自起振、低阈值全光纤锁模激光光源,获得了重复速率为14.6MHz,平均输出功率为0.36mW,谱线宽度为10nm,变换极限宽度为258fs的稳定锁模光脉冲。 （4）详细地研究了NPE被动锁模掺Er3+光纤激光器频谱边带的产生机理,推导了频谱边带位置计算公式,数值分析了各种增益光纤长度、腔体总长度、色