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本论文的工作紧密结合了当前光通信领域内的研究热点,结合国家自然科学基金项目“40GHz,2ps再生锁模光纤激光器研究”,“40GHz WDM孤子光源研究”,以及天津市科技发展计划项目“高分辨率光学相干层析系统核心部件及系统研究”的部分内容,开展了相关的理论分析和实验研究。本文主要围绕光纤超短脉冲光源进行研究,具体内容如下:一、20GHz再生锁模光纤激光器的基本理论与实验研究1.从再生锁模的基本原理和光电锁相技术原理的分析出发,完成再生回路的方案设计及组件的性能测试;讨论了色散位移光纤(DSF)+滤波器抑制超模噪声的方案以及定性分析了它们对脉冲参数的影响;数值模拟设计并制作了满足20GHzRMLFL光腔增益和饱和输出要求的EDFA;2.在已成功研制10GHz再生锁模光纤激光器的基础上,提出20GHz光源的实验设计方案。二、20GHz载波抑制归零(CS-RZ)码光源的实验研究1.比较分析CS-RZ码的传输性能,简述利用马赫曾德尔铌酸锂电光调制器透射率零点偏置产生CS-RZ码的产生机理;2.实验实现了利用10GHz的射频信号调制产生20GHz载波抑制归零码光脉冲,并证实了处于谷底调制时有效地实现了载波抑制;3.提出利用20GHz RMLFL输出的光脉冲做种子光,通过时分复用和精密相移控制得到40GHz WDM系统CS-RZ光源的设计方案。三、被动锁模掺铒光纤激光器的实验研究1.理论分析了利用非线性偏振旋转效应实现被动锁模激光器的基本原理,讨论了被动锁模光纤环形孤子激光器的自启动原理;2.实验上采用新的腔型即“σ”形腔构建OCT光源的核心部分——非线性偏振旋转被动锁模光纤激光器,得到重复频率6.25MHz、脉宽691fs的稳定脉冲序列输出,3dB光谱宽度21nm,并实现完美的自启动运转,在脉冲宽度、稳定性和开机再现性上都有比传统环形腔有显著提高,并从色散补偿角度提出下一步的改进方案。本结果方案的实验工作在国内尚属首次。