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高重复频率的超短光脉冲产生技术是实现光纤通信系统超高速、大容量传输的关键技术。在未来的全光通信网所可能采用的光源中,主动锁模光纤激光器是极具开发潜力的超短光脉冲源。主动锁模光纤激光器由于可输出高重复频率的近变换极限的超短脉冲以及宽带可调,因此被认为是未来远程无中继高速光纤通信系统的理想光发射源和光时钟源。但是,主动锁模光纤激光器的稳定性问题始终没有得到完全解决,使得超高速主动锁模光纤激光器走向实用化还有一段距离。主动锁模光纤激光器的腔长较长(通常为几十到几百米),当外界环境条件发生变化时,腔长容易受到机械震动及温度变化的影响而发生漂移。腔长的漂移、激光在谐振腔内偏振态的起伏、与谐波锁模技术相伴的超模噪声均会引起输出激光脉冲的不稳定,严重时会造成激光器的失锁。因此,如何提高主动锁模光纤激光器的稳定性,具有重要的研究价值。 本论文主要对主动锁模光纤激光器进行了理论研究并在此基础上对主动锁模光纤激光器的脉冲振幅均衡进行了深入研究。论文主要工作包括: (1)主要论述了光纤激光器的研究背景及其发展趋势。主要包括光纤通信技术的发展、超短光脉冲的产生和锁模光纤激光器的分类、应用及其发展趋势。 (2)主要研究了主动锁模光纤激光器的基本理论。主要包括主动锁模光纤激光器的物理机制、建立过程、典型结构以及主动锁模的理论分析模型和有理数谐波锁模激光器的原理及时域分析法。 (3)理论分析了主动锁模光纤激光器的稳定性问题。包括短期不稳定性和长期不稳定性。研究了解决腔长不稳定性的方法,包括再生锁模技术、伺服机构控制腔长技术、波长锁定器探测腔长变化技术。 (4)深入分析了锁模脉冲振幅均衡的条件。通过调节直流偏置电压和调制深度,来控制调制器透射曲线。在5GHz调制频率下,采用时域分析法对锁模脉冲序列和调制曲线进行数值研究。 (5)详细分析了复合腔主动锁模激光器的结构特性。从理论上详细论证了等效复合腔基频与两子腔腔长的关系。在1GHz调制频率下,列表给出了复合腔参数与超模噪声的关系。 (6)总结全文,在前期工作的基础上,提出了进一步研究的问题,为今后的工作指明了方向。