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随着光子学技术的发展,小型化、智能化、低成本和高可靠性逐渐成为光学器件的重要发展方向。自光子计算机概念之后,功能化的集成芯片已经成为光学领域的研究热点。激光光源作为集成器件的重要组成部分,为信息传递提供波长载体。以微纳光纤为基本单元的微型光纤激光器由于具有较好的机械韧性、操作简单、成本低、损耗小而受到广泛关注,对初始阶段的探索研究,以及后续芯片的开发应用具有重要的价值。但是,以石英晶体为基质的玻璃光纤,由于其稀土掺杂浓度受限,单位长度微纳光纤的增益较低,以至于微纳光纤激光器研究进展缓慢。本课题以我们自主研制的净增益高达5.2dB/cm的铒镱共掺磷酸盐玻璃光纤为基础,拉制微纳光纤,并进行微纳光纤激光器的探索研究,特别是对单频窄线宽微纳光纤激光器、可调谐单频及可调谐双波长微纳光纤激光器的探索研究。本课题中,结合上述磷酸盐光纤特性,搭建了微纳光纤拉制平台,制备了结构均匀、表面光洁的微纳光纤;创新性地提出了利用套双环结构谐振腔进行模式选择;同时该结构增加了增益介质长度,使激光器具有较高的输出功率。实验中用直径为1.88μm的微纳光纤实现套双环结构,双环直径分别为206μm和351μm,最终获得了输出波长为1.53μm,边摸抑制比38dB,线宽2kHz,最大输出功率为0.95μW的单频微纳光纤激光器。以上述套双环谐振腔为基础,详细研究了光纤锥与微纳光纤谐振腔形成的耦合区结构。提出了通过调谐耦合区长度,实现微纳光纤激光波长可调谐特性的理论假设。通过实验获得了调谐范围为18nm,在此范围内实现了7个调谐波长的输出,波长间隔为1.2nm,且输出激光性能无劣化。在此基础上,进一步实现了稳定的双波长微纳光纤激光输出,波长之间的间隔为2.08nm,并且通过调谐实现了双波长位置以及双波长间隔整数倍调谐。