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超短脉冲激光具有良好的光学性能,可应用在工业、医学、军事等领域。激光器是产生激光脉冲的一种直接并且有效的方法。因为光纤激光器具有构造简单灵活,制造成本较低,散热效果快等优势而在激光器的研究领域崭露头角,并且一直备受关注。随着现代光纤通信的发展,为了进一步提高信号光的通讯能力,波分多路复用(WDM)通信系统正在向着越来越多的信道拓展,成为实现光纤通信系统的晋级和拓展最为经济有效便捷的方法。我们想要产生多通道信号最简单、最直接的方式就是组建具有多个单波长激光器的激光泵浦。但是据我们所知,在之前的研究中如果只是单纯地通过增加单个激光器光源的数量来达到提供多信道通信的话,激光器的制造成本会大大被提高,因此研究学者们近几年把研究热点转向了多波长光纤激光器。多波长激光器可以充当多个信号通道同步发生的光源,这样一来在很大程度上降低了光发射器的使用成本,在WDM系统中具有重要的应用。饱和吸收技术是光纤激光器锁模实现超短光脉冲最重要的技术之一,因此搜寻优秀的可饱和吸收体材料是近年来的研究热点。硫化铅纳米粒子(PbSNPs)以其较窄的带隙、较高的热损伤阈值和稳定性,在通信系统中表现出优异的超快光子学性能。在本论文中,我们将PbS NPs作为一种新型可饱和吸收体应用到掺铒光纤激光器中,最终成功地实现了不同特性的脉冲输出。同时,本次实验研究也为光纤激光器被动锁模在可饱和吸收体的研究领域开辟了一条新的道路。本次论文主要包括的工作:(1)第一章绪论重点叙述了激光器的一个发展历程以及被动锁模光纤激光器中光脉冲形成的缘由。另一方面也给出了近年来新型纳米材料可饱和吸收体器件的研究进展。(2)第二章的主要内容是围绕着PbS NPs可饱和吸收体的制备与表征展开。首先介绍了 PbSNPs的几种制备方法,包括液相体系合成方法(湿化学法)、沉淀法、前驱体热解法、溶胶-凝胶法,其次我们给出了对PbSNPs的可饱和吸收体器件的制备分析方法(可饱和光脉冲沉积法),最后我们对制备的PbS NPs可饱和光学器件做特性分析并进行了一系列的测量及表征。(3)第三章和第四章主要研究了基于PbS NPs可饱和吸收体在被动锁模光纤激光器方面的应用。我们将PbS NPs可饱和吸收体器件接入掺铒光纤激光腔中,来实现传统孤子锁模激光脉冲。前期实验得到了中心波长为1533 nm的传统孤子典型光谱。之后我们经过不断尝试改变腔长,优化材料制备工艺,在前期工作的基础上达到了更好的效果,产生了可以同时或分别出现的双波长皮秒级短脉冲,中心波长为1545 nm和1585 nm。值得一提的是,这两个波长间隔40 nm,覆盖了通信区域的C波段和L波段,明显扩大了光通信容量。我们的新工作不仅达到了双波长锁模的效果,而且获得了 1.31 ps的超短脉冲。(4)第五章简要总结了本硕士论文主要课题研究的内容和研究结果以及重点引出了目前研究中需要关注和解决的一些热点问题,最后对其后续的工作进行了重点展望。