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相干激光雷达在大气风场测量、污染探测、目标跟踪、激光测速和激光成像等诸多领域具有广泛的应用潜力。相干激光雷达中激光器的相干性是决定其应用水平的关键因素,因此,具有高相干性的窄线宽低噪声单频光纤激光器和纳秒脉冲单频光纤激光器成为了研究热点。‘本论文主要对1.5μm波段的低噪声窄线宽单频光纤激光器和增益调制纳秒脉冲单频光纤激光器展开了全面系统的研究。首先,我们提出了一种复合光反馈环(COFL)结构,其主要由掺铒光纤放大器(EDFA)、未泵浦的掺铒光纤和自注入反馈环组成。COFL将饱和光放大器的非线性放大效应、饱和吸收体(SA)的驻波饱和效应与自注入锁定技术相结合,实现了对输出单频光的噪声抑制和线宽压窄。其次,我们利用混合泵浦方式,在1.5μm实现了增益调制纳秒脉冲单频激光输出。本文的主要研究内容如下:1.对光纤激光器单纵模的产生与线宽的测量进行理论介绍。为更好地理解光纤激光器中的单纵模特性,我们阐述了纵模选择的基本原理,并进一步对几种不同的纵模选择方法和线宽测量方法进行了详细介绍。2.对基于复合光反馈环的单频光纤激光器进行研究。首先,对自注入锁定技术的线宽压窄和噪声抑制的原理进行理论介绍,对掺铒光纤放大器抑制低频噪声的原理进行分析,对复合光反馈环的结构和工作机制进行介绍。其次,利用复合光反馈环对分布式布拉格反射单频激光器进行噪声抑制和线宽压窄,实现了输出激光弛豫震荡频率处的相对强度噪声由-80.3dB/Hz下降到-104.8dB/Hz,获得24.5dB的抑制,弛豫震荡峰由219kHz移频至87kHz;频率噪声获得的最大抑制为28dB;线宽由7.47kHz压窄至720Hz。利用二级掺铒光纤放大器对低噪声窄线宽的单频光进行放大,获得的最高输出功率为11.1w。放大器处于最高输出功率时,测量得到输出光的信噪比为55dB,线宽小于1.8kHz,相对强度噪声和频率噪声没有明显增加。3.对增益调制纳秒脉冲单频光纤激光器进行研究。首先,对单频光纤激光器实现纳秒脉冲的主要方式和理论进行详细地阐述。然后,利用混合泵浦方式和增益调制技术,在短腔分布式布拉格反射结构中实现了可调谐的单频脉冲激光输出,输出激光的重频调谐范围为1kHz~400kHz,脉冲宽度为602ns,线宽约为6MHz。当输出激光的重复频率为100kHz,脉冲宽度为602ns时,利用三级掺铒光纤放大器进行放大,放大后的激光重复频率为100kHz,脉冲宽度为596ns,平均功率为1.117w。最后,对线性扫频单频光纤激光器进行实验研究,获得了最大扫频范围800MHz。