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随着科学发展和技术进步，脉冲激光器在科学研究和工业生产中起到越来越大的作用，在光纤通信和光纤传感方面等得到了广泛地应用。以半导体光放大器为增益介质的激光器也越来越引起研究者的注意，本文以半导体光放大器为核心，提出了多种新型脉冲激光器结构，并对其实现机理进行了分析。利用半导体光放大器的非线性偏振旋转特性，首次提出了基于半导体光放大器自锁模脉冲激光器结构。对于实现自锁模的关键器件SOA非线性偏振旋转特性进行了分析，介绍了应用Stockes矢量表示光的偏振态和用Muller矩阵分析SOA中光的偏振态变化，并分析了SOA非线性偏振旋转的数值扩展模型。实验中观察到了脉宽是30ns和50ns，重复频率分别是19.34MHz和9.67MHz的自锁模脉冲。对于实验过程中发现的脉冲重复频率分频现象，进行了实验验证和理论分析：半导体光放大器的偏振旋转导致了输出激光功率的变化，产生了高功率和低功率脉冲交替出现的现象，即重复频率二分频现象。研究了暗脉冲激光器的实现原理，分析了群速度色散和自相位调制。通过求解非线性薛定谔方程，简要分析了亮、暗孤子的产生条件，在反常色散区实现“亮孤子”，在正常色散区实现“暗孤子”。利用半导体光放大器的交叉相位调制和交叉增益调制，首次提出了基于反馈腔结构的脉宽可调谐暗脉冲激光器，通过改变反馈回路光纤的长度，在相同的重复频率条件下，获得了脉宽从4ns到22ns的暗脉冲，并分析了光在SOA中的XPM和XGM是产生暗脉冲的原因。利用基于SOA光纤环形镜的开关特性，提出了以SOA光纤环镜为基础的8字腔型激光器，产生重复频率分别是9MHz和33.4MHz，脉冲宽度分别是37ns和10ns的三光电平的阶梯波脉冲，通过改变腔内或者腔外的偏振控制器，可以改变阶梯波‘1’码、‘2’码光电平的功率之比，通过改变SOA在非线性环中的位置，脉冲宽度会有相应地改变。经过实验证明和理论分析，顺时针和逆时针两个方向传输的脉冲在SOA中产生XPM和交叉增益调制XGM，从而打开开关窗口，形成脉宽相同的两个脉冲，从而形成阶梯波脉冲。