类噪声脉冲具有高能量、宽光谱和低相干的特点,因此其在机械加工、光学传感、超连续谱产生以及光学相干断层扫描等领域都具有重要的应用价值。除此之外,类噪声脉冲作为一种特殊的锁模脉冲,在基础物理研究方面也备受关注。因此,类噪声脉冲不论是在实际应用方面还是物理现象研究方面都具有极大的研究价值。被动锁模技术是实现超短脉冲输出的主要技术手段,目前主流的两种被动锁模技术包括非线性偏振旋转(NPR)技术和自身具备非线性光学特性的可饱和吸收体。其中NPR具有简单易行、波长不敏感、热损伤阈值高、响应时间快以及长时间光照不退化等优点,因此被广泛地应用于各种类型的光纤激光器中。45度倾斜光纤光栅(45°TFG)具有高偏振相关损耗、低传输损耗和结构紧凑等优点,因此可以作为一种理想的光纤型起偏器构成NPR机制来探索光纤激光器内的光孤子动力学和新物理现象。本文利用NPR锁模机制对净正色散掺铒光纤激光器进行了研究,主要包括耗散孤子和类噪声脉冲的生成以及这两种具有不同特性的脉冲在同一激光器中的多种切换现象。本文的主要工作和研究成果如下:1.设计了一台基于45°TFG的耗散孤子掺铒光纤激光器,在300 m W的泵浦功率下,通过适当地调节偏振控制器,实现了耗散孤子的输出。当泵浦功率增加至405 m W时,可以在激光器中观察到耗散孤子的双脉冲束缚态现象。假设脉冲形状为高斯型,则单个耗散孤子的脉宽为3 ps,脉冲间隔约为脉宽的5.8倍。除了耗散孤子束缚态现象之外,还在该激光器中发现了耗散孤子的二阶和四阶谐波锁模现象,其重复频率分别为84.74 MHz和169.48 MHz。2.该激光器除了可以产生耗散孤子的多脉冲现象之外,还可以通过双折射或泵浦功率精细调控实现耗散孤子至类噪声脉冲的切换。由45°TFG和两台偏振控制器组成的NPR锁模机制对于这两种脉冲的切换具有非常重要的作用。当获得耗散孤子之后,仅通过调节偏振控制器或者增加泵浦功率就可以实现耗散孤子至类噪声脉冲的切换。当脉冲态切换为类噪声脉冲之后,在固定偏振控制器方向的情况下,随着泵浦功率的增加,腔内的脉冲态也可以一直保持为类噪声脉冲。据我们所知,这台激光器是迄今为止报道过的类噪声脉冲光纤激光器中基本重复频率最高的。此外,这也是首次使用45°TFG在掺铒光纤激光器中获得类噪声脉冲。3.通过优化激光器的腔长并仔细地调节腔内的偏振控制器,在激光器中观察到了耗散孤子和类噪声脉冲的多重切换现象。当偏振控制器的方向固定时,通过单调地增加泵浦功率,激光器的输出脉冲态可以在耗散孤子和类噪声脉冲之间实现多次交替切换。激光器内脉冲态的多次切换现象以及通过增加泵浦功率实现类噪声脉冲至耗散孤子的切换均是第一次在实验中观察到。与之前报道过的类噪声脉冲光纤激光器相比,该台激光器表现出了一种新型的脉冲态演化过程。通过对实验现象的分析以及对NPR的理论仿真可以知道,激光器内存在的这种脉冲态多次切换现象主要是由NPR机制和增益滤波效应共同作用导致的。