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光纤激光器以其低阈值、高功率、可靠性好、结构紧凑和散热性好等诸多优点,广泛应用于光通信、传感、航天、军事等领域。近十几年来,作为一种稳定可靠地超短脉冲激光光源,超短脉冲被动锁模光纤激光器得到了飞速的发展,它是利用光学非线性效应作为锁模机制,激光腔内无需任何主动器件。其中利用半导体可饱和吸收镜(SESAM-semiconductor saturable absorber mirror)来实现被动锁模的光纤激光器,具有体积小、稳定性高、自启动等优点,是近年来超短脉冲锁模光纤激光器的研究热点,应用前景非常广阔。本论文主要围绕基于SESAM的被动锁模光纤激光器实现超短脉冲展开研究,建立了基于SESAM的被动锁模光纤激光器的数学模型,并利用分步傅立叶法(SSFM)实现了对该锁模光纤激光器系统的数值仿真,搭建了被动锁模光纤激光器的实验系统,实现了锁模输出,并分析了获得的仿真结果与实验结果,同时研究了泵浦功率、色散等因素对被动锁模掺铒光纤激光器的影响。主要工作包括：1.分析了被动锁模光纤激光器的主要结构及其发展状况,对比了几种结构的优缺点；重点介绍了近年来基于SESAM被动锁模光纤激光器的发展现状；阐述了SESAM的工作原理、基本结构及主要的特性参数。2.推导了光在光纤中传输的非线性薛定谔方程及其数值化方法；从掺铒光纤放大器(EDFA)的速率方程出发,用分步行波方法建立了铒光纤内光信号传输的数值模型；在此基础上,建立了基于SESAM的被动锁模光纤激光器的总体数值分析模型和相应的数值仿真程序。3.应用所建立的数值仿真程序对基于SESAM的被动锁模光纤激光器进行了较为深入和全面的数值仿真研究,分析了锁模输出的光谱宽度和脉冲宽度随泵浦功率、色散、损耗等因素的变化。4.搭建了基于SESAM的被动锁模光纤激光器实验系统,实现了重复频率为13.7MHz的稳定锁模激光输出,实验研究了不同泵浦条件下锁模激光器的输出光谱特性。由于实验条件的限制,实验中没有能够观测到真实的锁模脉冲波形和脉冲宽度。根据输出光谱所估算的锁模脉冲宽度约为0.8ps。