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第1章 绪论1

1.1 本文研究的背景和意义1

1.1.1 超短光脉冲和激光器的锁模1

1.1.2 被动锁模的实现方法2

1.2 锁模光纤激光器的分类5

1.2.1 孤子光纤激光器6

1.2.2 展宽脉冲光纤激光器6

1.2.3 自相似光纤激光器6

1.2.4 全正色散光纤激光器7

1.3 饱和吸收体的类型及其在锁模光纤激光器中的应用7

1.3.1 半导体饱和吸收镜7

1.3.2 单壁碳纳米管7

1.3.3 石墨烯9

1.3.4 其他种类的可饱和吸收体10

1.4 国内外研究现状与进展11

1.4.1 基于石墨烯可饱和吸收体的锁模光纤激光器11

1.4.2 石墨烯在其他种类激光器中的应用16

1.4.3 石墨烯可饱和吸收体的宽带锁模特性18

1.5 本文的主要内容21

第2章 石墨烯的特性及其在锁模光纤激光器中的应用25

2.1 引言25

2.2 石墨烯的结构和特性25

2.2.1 石墨烯的结构25

2.2.2 石墨烯的性能26

2.2.3 石墨烯的制备方法27

2.2.4 石墨烯的应用28

2.3 石墨烯作为可饱和吸收体的特点及其在锁模光纤激光器中的应用29

2.3.1 石墨烯作为可饱和吸收体的特点29

2.3.2 石墨烯与其他可饱和吸收体的对比和优势29

2.3.3 石墨烯作为锁模器件在光纤激光器中的应用31

2.4 石墨烯锁模光纤激光器的数值模拟介绍32

2.4.1 理想饱和吸收体模型32

2.4.2 石墨烯锁模光纤激光器的理论模型32

2.4.3 理想饱和吸收体模型下锁模脉冲的产生33

2.4.4 石墨烯的调制深度对脉冲输出特性的影响34

2.5 本章小结38

第3章 石墨烯掺铒光纤激光器的锁模和谐波锁模39

3.1 引言39

3.2 光诱导法及石墨烯的特性表征40

3.2.1 光诱导法40

3.2.2 石墨烯的特性表征41

3.2.3 石墨烯调制深度的测量41

3.3 掺铒光纤激光器的锁模和谐波锁模42

3.3.1 实验装置43

3.3.2 低损耗石墨烯样品的锁模和谐波锁模44

3.3.3 高损耗石墨烯样品的锁模和谐波锁模51

3.4 本章小结55

第4章 石墨烯在铥钬共掺光纤激光器中的纳秒脉冲锁模57

4.1 引言57

4.2 化学气相沉积法获得的石墨烯样品及其特性表征58

4.2.1 石墨烯的制备及与光纤的集成58

4.2.2 石墨烯的特性表征59

4.3 铥钬共掺光纤激光器的纳秒脉冲锁模60

4.3.1 实验装置60

4.3.2 腔中含有100m长普通单模光纤时的锁模61

4.3.3 腔中含有200m长普通单模光纤时的锁模67

4.4 腔长和泵浦功率对激光器输出特性的影响69

4.4.1 腔长对激光器输出特性的影响69

4.4.2 泵浦功率对激光器输出特性的影响70

4.5 本章小结73

第5章 石墨烯可饱和吸收体的宽带锁模特性75

5.1 引言75

5.2 石墨烯的线性吸收和调制深度的测量76

5.3 同一石墨烯样品在掺镱、掺铒和铥钬共掺三个光纤激光器中的锁模77

5.3.1 实验装置77

5.3.2 石墨烯的掺镱（1μm）锁模光纤激光器78

5.3.3 石墨烯的掺铒（1.5 μm）锁模光纤激光器79

5.3.4 石墨烯的铥钬共掺（2μm）锁模光纤激光器83

5.4 本章小结85

第6章 结论与展望87

6.1 本文的主要内容和工作总结87

6.2 本文主要创新点89

6.3 下一步工作展望89

参考文献91