本文综述了基于渐变折射率多模光纤可饱和吸收体的全光纤锁模激光超短脉冲与束缚态孤子产生机理与技术研究现状.采用这种新型全光纤结构的锁模调制器件，光纤激光器可输出传统孤子的单脉冲能量达nJ量级，同时可实现时空锁模运转.渐变折射率多模光纤作为全光纤非线性可饱和吸收体在激光器中具有重要的研究意义和广泛的应用，为更高能量超短脉冲的产生提供了一条重要技术途径.

对两个1.45 W/520 nm绿光半导体激光器的输出光束进行整形, 再将其聚焦到钛宝石激光晶体上进行抽运, 并结合GTI(Gires-Tournois Interferometer)镜对腔内色散给予补偿, 实现了稳定的克尔透镜锁模运转, 输出脉冲激光的脉宽为91 fs, 输出功率为208 mW, 输出单脉冲能量为1.59 nJ;优化腔型参数后, 获得的最窄脉宽为82 fs;缩短腔长后, 获得的最高输出功率为232 mW。

以微腔内光场演化的理论模型Lugiato-Lefeve方程为基础，分别讨论了连续光（CW）抽运和连续光与脉冲光混合抽运两种情况下，正色散微腔中光场的演化过程，以及各参数对光场分布的影响。理论分析结果表明，在CW抽运的情况下，微腔中有稳定的暗孤子存在，并且随着色散系数的增加，暗孤子的脉宽会增加，而失谐参量的增加会使暗孤子的形状发生变化。采用混合抽运可以在腔内形成脉冲形式的光场分布，弥补了单一CW抽运时在特定参数的正色散腔内难以产生亮孤子脉冲的不足。抽运脉冲的振幅过高，会导致腔内的脉冲发生分裂,微腔失谐参量的增加会导致脉冲展宽以及脉冲能量降低。理论分析结果对实现高质量的Kerr光频梳具有重要意义，能够帮助选择合适的微腔及抽运参数。

实验研究了基于掺Yb^3＋光纤的啁啾脉冲放大(CPA)系统。利用半导体可饱和吸收体锁模光纤激光器作为种子源，采用啁啾脉冲放大技术，将波长为1030 nm 的脉冲展宽到数百皮秒进行放大。采用多级的掺镱单模光纤和双包层光纤组成预放大器，主放大器采用大模场的掺镱棒状光子晶体光纤作为激光工作物质，实现了重复频率为211 kHz，功率为50 W 的单模皮秒脉冲输出。通过合理地控制放大系统中每一级光纤放大器的增益以及非线性积累量，有效抑制了高能脉冲放大过程中非线性效应对脉冲时域特性的影响。采用反射式光栅对，对输出的放大脉冲进行压缩，最终获得了脉宽为887 fs 的激光输出，单脉冲能量达到124 μJ，对应峰值功率为139.8 MW，该实验结果为国内首次报道基于光纤结构的百微焦级飞秒激光系统。

The efficient generation of a 1.17-mJ laser pulse with 360 ps duration using an ytterbium (Yb)-doped fiber amplifier chain seeded by a homemade mode-locked fiber laser is demonstrated experimentally. A specially designed figure-of-eight fiber laser acts as the seed source of a chirped-pulse amplification (CPA) system and generates mode-locked pulses with hundreds of picosecond widths. Two kinds of large-mode-area (LMA) double-clad Yb-doped fibers are employed to construct the pre-amplifier and main amplifier. All of the adopted instruments help avoid severe nonlinearity in fibers to raise sub-nanosecond pulse energy with acceptable signal-to-noise ratio (SNR). The output spectrum of this fiber-based CPA system shows that amplified spontaneous emission (ASE) is suppressed to better than 30 dB, and the onset of stimulated Raman scattering is excluded.