色散傅里叶变换技术为研究被动锁模光纤激光器中孤子各种瞬时、复杂、非重复的非线性过程提供了一种强有力的实时测量手段。利用色散傅里叶变换技术研究了基于非线性偏振旋转技术的被动锁模光纤激光器中耗散孤子分裂的整个实时动态过程。研究发现,当泵浦功率为280 mW时耗散孤子发生分裂,耗散孤子分裂前首先由噪声背景脉冲产生单孤子脉冲。与泵浦功率为180 mW时的单孤子锁模状态不同的是,分裂前的单孤子的光谱上有新的光谱成分产生。这个新的频率成分会随着孤子脉冲在谐振腔中循环的圈数不断放大和展宽,并最终演化为一个新的耗散孤子脉冲。本研究对明确被动锁模光纤激光器中耗散孤子的产生和分裂机理有着重要的意义。

通过在耗散孤子锁模光纤激光器外接入马赫-曾德尔干涉仪，实现了间隔可控的耗散孤子分子超短脉冲输出。马赫-曾德尔干涉仪由两个50∶50分束器和一个可调谐时间延迟线构成。通过调节时间延迟线控制马赫-曾德尔干涉仪两臂的光程差，可以实现耗散孤子分子的间距连续可调谐。实验中实现了脉冲间隔分别为0.8、1.3、2.37、4.25、6.24、9.4、15.3 ps的耗散孤子分子，对应的光谱调制间隔分别为8.3、6.1、3.83、1.88、1.27、0.85、0.52 nm。理论分析了孤子分子的产生机理并与实验数据保持一致。本研究为实现间距可控孤子分子超短脉冲提供了一个行之有效的方法。

通过在基于碳纳米管的掺铒锁模光纤激光器中加入啁啾光纤光栅,实现了皮秒和飞秒孤子的可切换多波长锁模脉冲输出。通过调节偏振控制器,分别在1530.8,1549.5,1556.5 nm三个波长处实现了多波长可切换锁模脉冲输出,其中锁模脉冲的宽度分别为833 fs,7.43 ps和899 fs。以上三个波长的形成是由掺铒光纤的增益谱和啁啾光纤光栅的滤波效应共同决定的。本研究为实现多波长、不同规格脉冲宽度锁模激光器的设计提供了参考。

提出基于双光束二氧化碳(CO2)激光的加热方法,设计并搭建了微锥型结构的长周期光纤光栅制备系统。该系统通过精确控制CO2激光功率、加热时间、光斑大小等实现均匀加热和光纤软化,通过高精度的步进电机控制光纤微型拉锥长度和拉锥比,以产生周期性的物理形变,制备出高精度(消光比>30 dB,插入损耗<1 dB)、光谱不退化的微锥型长周期光纤光栅(MT-LPFGs)。基于级联MT-LPFGs实现了宽带全光纤滤波器。实验结果表明,设计的双级联MT-LPFGs在30 dB消光比下实现了15 nm的宽带滤波,与单个光栅相比,其滤波带宽增加7.5倍;三级联MT-LPFGs在-25 dB带阻深度下能够实现25.2 nm的宽带滤波,该滤波带宽为单个光栅的12.6倍。最后,通过弯曲实验证明了级联光栅滤波器的弯曲容限为1.183 m -1。该滤波器具有精度高、制备简单、光谱不退化等优点,在宽带滤波方面有着重要应用。

基于单壁碳纳米管与非线性偏振旋转技术在锁模光纤激光器中仿真和实验观测到矩形耗散孤子与高斯光谱脉冲的切换锁模.矩形耗散孤子的光谱与脉冲宽度分别为~6.33 ps和~12.54 nm, 具有非常强的啁啾.适当地调节偏振控制器, 可以获得具有高斯型光谱和脉冲的锁模状态, 其光谱和脉冲宽度分别为~1.87 ps和~2.2 nm.高斯型光谱脉冲的时间带宽积为0.51, 几乎没有啁啾.不同锁模状态间的切换归因于偏振控制器导致的腔内偏振的改变.

传感光纤中的残余线性双折射、温度和振动敏感性严重影响着Sagnac式全光纤电流传感器的精度。设计了一种可用于全光纤电流传感器的扭转高双折射光纤，该光纤由两端变速率扭转部分和中间匀速率扭转部分组成。其中，变速扭转部分能实现线偏振光和圆偏振光之间的相互转化，具有λ/4波片功能；匀速扭转部分，具有较小的光纤固有线性双折射和圆保偏功能，从而可更为精确地感应法拉第效应。将这种扭转高双折射光纤绕制成特殊结构传感光纤环,解决了Sagnac效应以及电流导体位置对全光纤电流传感器测量结果的影响。理论上建立了扭转高双折射光纤的耦合模方程，模拟了线偏振光入射该光纤时光波偏振状态演化情况。在此基础上设计一种新型的抗振型Sagnac式电流传感器。