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脉冲光纤激光器具有泵浦阈值低、峰值功率高、单脉冲能量大、输出光束质量好、转换效率高、散热效果好等显著优点,广泛应用于光通信、光纤传感、材料加工、生物医学、光学测量等重要领域。利用可饱和吸收体(SA)的饱和吸收效应,可以实现调Q、锁模或谐波锁模脉冲激光输出;利用饱和吸收体的高非线性,经非线性效应过程,可以形成多波长输出。因此,在光纤激光器中应用饱和吸收体是一种实现多波长脉冲的有效方式,引起了广泛的关注,成为研究的热点。近年来,各种二维材料,如:碳纳米管、石墨烯、金纳米材料、拓扑绝缘体、片层金属硫化物、过渡金属硫化物和黑磷等,相继被用作饱和吸收体,实现被动调Q、锁模和谐波锁模等脉冲激光输出。金纳米可以通过调节分子的尺寸、形状和内部结构等,使局域表面等离子共振峰从可见光调节到近红外区域,因而具有较宽的吸收带。片层金属硫化物最显著的特点是单片层结构具有直接带隙,少层或多层结构具有间接带隙,可以通过改变片层数调节带隙大小。因此,近年来金纳米和片层金属硫化物被广泛研究和应用,但是将其作为饱和吸收体在光纤激光器中实现多波长输出和谐波锁模操作的研究还很缺乏。本文中,我们利用金纳米笼(GNCs)实现了双波长被动调Q工作状态,利用二硒化锡(SnSe2)实现了双波长锁模、双波长低阶谐波锁模和单波长高阶谐波锁模脉冲输出。并深入分析了调Q、锁模、谐波锁模和多波长工作方式的形成机理和演化规律。本论文的研究工作主要分为以下几个方面:1.利用品种法成功制备金纳米笼,并以聚乙烯醇(PVA)为基质集成光纤兼容的饱和吸收体,首次实现了双波长被动调Q掺镱光纤激光脉冲输出。并用开口Z扫描技术测得GNCs-PVA饱和吸收体的调制深度和饱和光强分别为5.3%和0.16 MW/cm2。我们分析讨论了双波长调Q脉冲的形成机理,并测得其峰值波长分别为1059.9 nm和1060.5 nm。当泵浦功率为385 mW时,获得6.03 mW的最大平均输出功率,对应的最小脉宽为2.06 μs,最大脉冲重复率为134.9 kHz,光-光转化效率和斜率效率分别为1.57%和2.75%。2.利用液相剥离法制备单片层的SnSe2纳米片,并以PVA为基质材料,用三明治法集成饱和吸收体,成功搭建了一台双波长被动锁模掺镱光纤激光器。当泵浦功率在54.5 mW到241.7 mW之间时,通过适当调节偏振控制器,可以观察到频率为333 kHz的四种双波长基频锁模脉冲,对应的波长间隔分别为0.4nm,1.0nm,1.5 nm和1.9nm。3.利用SnSe2-PVA饱和吸收体同时作为锁模器和滤波器,实现双波长低阶谐波锁模光纤激光脉冲输出。通过适当调节光纤腔内的偏振态,成功观察到从第2阶一直到第23阶的低阶谐波。并分析讨论了谐波生成的机理、模式竞争和某些阶次谐波的缺失现象。4.利用SnSe2-PVA饱和吸收体同时具备的饱和吸收效应和高非线性,成功搭建了一台单波长高阶谐波锁模掺镱光纤激光器。通过细致调节光纤腔内的偏振态,观察到频率为400MHz,460MHz,520MHz和550MHz的四种高阶谐波,基于333 kHz的基频,它们对应的谐波阶数分别为1200阶,1380阶,1560阶和1650阶。此外,我们分析了它们的精细频率,并在频谱图中观察到精细频谱峰聚集成簇的现象。并以斜率效率为切入点,分析了高阶谐波在整个泵浦功率范围内具有的整体一致性。