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被动调Q光纤激光器可以根据不同类型的可饱和吸收体实现不同波长、稳定的脉冲激光输出。但是,被动调Q光纤激光装置搭建完成,其输出特性就被固定。如何为被动调Q光纤激光器的输出参数提供更多的自由度,是目前研究人员的关注点之一。本论文基于全光调控的方法,研究了低维材料在外场调控下的非线性吸收特性及其在被动调Q掺铒光纤激光器中的应用。论文的主要研究成果如下:(1)研究了全光调制下碲化秘纳米片的非线性吸收特性,获得了其在外加调制光场作用下吸收特性的变化规律,并基于此实现了参数可控的被动调Q光纤激光输出。首先,利用多元醇法合成了碲化铋纳米片,而后利用平衡双探头法在实验上研究了拓扑绝缘体碲化铋纳米片的非线性光学特性。其次,通过外接一波长为980 nm的连续光对其进行调制,成功改变了碲化铋可饱和吸收体的调制深度,通过实验验证了碲化铋的交叉吸收调制特性。最后,将制备好的碲化铋光纤型可饱和吸收体接入掺铒光纤激光器中,成功获得了调Q脉冲输出。通过引入外加调制光源,成功实现了对调Q光纤激光器重复频率、脉冲持续时间的调制。在未引入调制光的情况下,泵浦功率为170 mW时,获得了光通信波段脉冲宽度为2.91μs,重复频率为19.2 kHz的脉冲激光输出;当引入调制光后,通过控制调制光的功率可以实现脉冲光源重复频率和脉冲宽度的有效调控。(2)研究了外加调制光场对金纳米棒吸收效应的调控,获得了其在外加调制光场作用下吸收特性的变化规律,并通过实验验证了可控非线性吸收效应在被动调Q光纤激光器中的应用。首先,通过种子生长法成功制备了金纳米棒,而后使用光沉积的方法将其制备成可饱和吸收体,利用平衡双探头法对金纳米棒可饱和吸收体良好的非线性可饱和吸收特性进行了验证。随后,通过外接一束波长为980 nm的连续光对金纳米棒可饱和吸收体进行调制,成功改变了金纳米棒可饱和吸收体的调制深度。同时,利用金纳米粒子的表面等离子共振效应以及其长径比对工作波长的影响等方面解释了金纳米棒的非线性光学特性以及其对外接光束的调制作用。最后,将制备好的金纳米棒光纤型可饱和吸收体接入掺铒光纤激光器中,成功获得了稳定的调Q脉冲输出,其中,泵浦功率达到150mW时,获得了光通信波段脉冲宽度为3.35μs,输出功率为300 μw的脉冲激光输出。再引入波长为980 nm的连续光作为外加调制光源,根据控制变量法,通过改变调制光的功率,成功实现了调制光对调Q光纤激光器输出脉冲的重复频率、脉冲宽度的调制作用。