超连续谱(supercontinuum,SC)是指窄带超短激光脉冲在非线性光学介质传输过程中,通过介质的色散和非线性光学效应的共同作用,使得入射脉冲频谱展宽的光谱。超连续谱由于其空间相干性好、高亮度、宽带宽等优点被广泛应用于光学相干层析、频率梳、频率计量、空气污染监测、疾病诊断和荧光成像等诸多领域。目前,超连续谱的工作波段范围从可见光已扩展到中远红外区域,未来超连续谱光源将被广泛应用于国防和民生。目前用于中红外超连续谱产生的主要非线性介质有碲酸盐玻璃、氟化物玻璃、以及硫系玻璃,其中硫系玻璃由于其具有极宽的红外透过窗口(可达20μm以上)、高的非线性系数n2(高达石英玻璃的几百倍)、高的线性折射率(2.0-3.5)、极低的声子能量系数、低的双光子吸收系数α2等优点成为中红外超连续谱研究的主要基质材料。在超连续谱的研究中,为了获得较宽的超连续谱展宽,通常选择在反常色散区近零色散点(ZDW)进行泵浦,但是由于一般硫系光纤的ZDW>4.5μm,因此只能采用大型光学参量放大激光器或光学参量振荡激光器进行泵浦,这是不利于超连续谱光源整机的小型化,此外,由于在反常色散区光谱展宽的主要机理为孤子相关效应,再加上调制不稳定性的影响,输出的超连续谱的相干性不高。拉锥光纤作为一种制作工艺简单的微结构光纤,有着改善耦合效率增加非线性以及调控色散的优点。国际上主要是通过设计复杂的微结构使光纤达到全正色散来产生高相干超连续谱的,而光纤拉锥可以更加简单地达到这一目的,目前关于硫系拉锥光纤产生高相干宽带中红外超连续谱以及其结构对于超连续相干性的影响很少被报道。本文制备了As2S3单模硫系光纤,并通过对色散的数值仿真,设计出了全正色散的光纤结构,并通过拉锥实现了这一结构,随后研究了泵浦条件对全正色散光纤输出超连续谱的影响,并获得了高相干的宽带超连续谱,对其相干性进行了理论论证,并研究了锥腰直径对输出超连续谱相干性的影响。本文首先介绍了超连续谱在各个方面的应用,并对近年来超连续谱的研究进展、本论文的研究内容、目的及其意义进行了介绍;随后基于非线性薛定谔方程,了解了超连续谱展宽过程中涉及的非线性效应和色散;随后详细阐述了超连续谱展宽中对其影响较大的因素;接下来对硫系玻璃、光纤预制棒和拉锥光纤的制备过程进行了介绍,并相关性能测试方法。然后对单模光纤的基模色散进行了计算,并研究了泵浦条件对拉锥光纤超连续谱展宽的影响,对超连续谱的相干性进行了模拟计算,在全正色散下计算了超连续相干性;最后对本论文所取得的主要研究成果进行了总结,并对研究过程中的不足和在以后的工作中需要深入探讨的问题进行了说明。