【摘 要】
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2μm波段光纤激光器工作在低损耗大气光传输窗口和人眼安全波段,具有增益谱线宽、效率高、光束质量好的特点,在医疗、传感、雷达和空间通信等领域具有广泛的应用前景。目前面对当前大容量高速光通信和急剧增长的通信带宽需求,开展输出波长、脉冲宽度和重复频率等参数灵活可调节的2μm锁模激光器对拓展空间激光通信新波段具有重要意义。本论文围绕2μm波段可调谐掺铥光纤脉冲激光器展开,将数字微镜器件（DMD）波长调谐技
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2μm波段光纤激光器工作在低损耗大气光传输窗口和人眼安全波段,具有增益谱线宽、效率高、光束质量好的特点,在医疗、传感、雷达和空间通信等领域具有广泛的应用前景。目前面对当前大容量高速光通信和急剧增长的通信带宽需求,开展输出波长、脉冲宽度和重复频率等参数灵活可调节的2μm锁模激光器对拓展空间激光通信新波段具有重要意义。本论文围绕2μm波段可调谐掺铥光纤脉冲激光器展开,将数字微镜器件（DMD）波长调谐技术与非线性偏振旋转（NPR）技术应用于该激光系统,分析其对波形、波长、脉宽和功率等物理特性的影响。论文系统阐述了 NPR锁模机制,设计搭建了基于NPR的2μm波段全光纤锁模掺铥激光器,改进特种光纤熔接技术减小腔内损耗,实现了类噪声脉冲信号输出。激光单脉冲能量3.48nJ、重复频率4.3MHz、脉宽1.9ns,1小时内功率波动小于0.2dB。这种稳定性好、光谱宽、相干性低的脉冲源适合于低相干光谱干涉和超连续谱的抽运。在此基础上,基于DMD、平面衍射光栅和透镜等元件构建可调谐光滤波系统,并将其应用于2μm锁模光纤激光器中。通过调控DMD上加载的全息图,实现了中心波长和脉宽均可调谐的稳定类噪声锁模脉冲输出。研究结果表明,该激光器在1995 nm～2007 nm的波长范围内连续可调,调谐精度0.18nm/像素,均匀度好,激光1小时内输出功率波动性小于0.2dB。
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