2　實驗結果與(yu) 分析

　　在實驗中，通過改變泵浦功率，並認真調節偏振控製器的PC1和PC2，我們(men) 分別獲得了穩定的基頻鎖模，高次諧波鎖模，調Q鎖模和調Q脈衝(chong) 輸出。

　　2.1　穩定的基(波)頻鎖模

　　偏振旋轉鎖模的實驗關(guan) 鍵是在一定的泵浦功率下精確調整PC1和PC2，使脈衝(chong) 兩(liang) 翼的強度低而中心部分的強度高，脈衝(chong) 在腔內(nei) 循環傳(chuan) 輸的結果使脈衝(chong) 寬度不斷壓縮，從(cong) 而形成穩定的超短脈衝(chong) 輸出。因此在不同的泵浦功率下，一般都可以實現連續鎖模。對我們(men) 的這台激光器，鎖模的閾值泵浦功率為(wei) 10 mW，稍微降低泵浦功率，仍可穩定工作，直到泵浦功率為(wei) 9 mW時，鎖模脈衝(chong) 熄滅。當增大泵浦功率，同時認真調整PC1和PC2，鎖模脈衝(chong) 的幅值會(hui) 逐漸增大，輸出功率增強，當泵浦功率為(wei) 32.5 mW時，脈衝(chong) 序列如圖2所示，脈衝(chong) 的重複頻率為(wei) 15.89 MHz。光譜圖如圖2所示，譜寬為(wei) 9.9 nm，激光的中心波長為(wei) 1.557 3 nm。假設輸出脈衝(chong) 為(wei) 雙曲正割型，則根據ΔνΔt=0.315，可以得到變換極限脈寬為(wei) 257 fs，這與(yu) 通常文獻所報導的同類激光器結果相類似。但實際脈衝(chong) 可能會(hui) 寬些，由於(yu) 本實驗室自相關(guan) 器測量係統出了問題，未能得到實際測量值。

Er3+-Yb3+共摻雜光纖激光器輸出脈衝(chong) 及光譜圖

　　2.2　諧波鎖模脈衝(chong) 輸出

　　當我們(men) 增大泵浦功率，或者在一定泵浦功率下，反複調整2個(ge) 偏振控製器，高次諧波鎖模光脈衝(chong) 很容易形成，而且激光器輸出光脈衝(chong) 序列會(hui) 發生複雜的變化，其重複率為(wei) 基頻重複率的整數倍，實驗現象十分有趣：當偏振控製器固定在某一位置，在一個(ge) 較低的泵浦功率下，形成基頻鎖模脈衝(chong) ，這時我們(men) 加大泵浦功率，在示波器上你會(hui) 觀察到，脈衝(chong) 的幅度值並不增加，而是減小，當減小到一半時，1個(ge) 脈衝(chong) 突然分裂成2個(ge) 脈衝(chong) ，形成二次諧波鎖模序列，脈衝(chong) 重複率恰好是基頻鎖模脈衝(chong) 的2倍。當繼續增加泵浦功率時，有時會(hui) 分裂成三次諧波鎖模序列，重複率正好是基頻鎖模脈衝(chong) 的3倍(47.68 MHz)。然而，當泵浦功率並不大時，同樣也可以實現諧波鎖模。

二次諧波鎖模脈衝(chong) 及光譜圖

三次諧波鎖模脈衝(chong) 及光譜圖#p#分頁標題#e#

幅值不等和多峰的三次鎖模脈衝(chong) 序列

        當我們(men) 將PC1和PC2調到適當位置，泵浦功率從(cong) 0開始加大，當泵浦功率為(wei) 10 mW時，直接形成了3次諧波振蕩，而且非常穩定，這時再增加泵浦功率，諧波脈衝(chong) 的幅值會(hui) 增大。由此可見，高次諧波的產(chan) 生不一定僅(jin) 靠增加泵浦功率，而是取決(jue) 於(yu) 泵浦功率與(yu) 偏振控製的結合。另外，當我們(men) 調整偏振控製器，或增大泵浦功率時，高次諧波的表現形式各不相同，譬如，雖然也是二次諧波、三次諧波，但脈衝(chong) 的幅值並不相等，但很有規律；有時在1個(ge) 周期內(nei) 有2個(ge) 脈衝(chong) ，有人稱之為(wei) 團簇型高次諧波脈衝(chong) 。圖3為(wei) 穩定的二次諧波脈衝(chong) 序列及其對應的光譜圖；圖4為(wei) 三次諧波的脈衝(chong) 序列及其對應的光譜圖。圖5為(wei) 幅值不等的三次諧波脈衝(chong) 序列和出現多峰的三次諧波序列圖。

　　2.3　調Q鎖模光脈衝(chong)

　　當泵浦功率達到75 mW時，仔細調諧PC1和PC2，我們(men) 觀察到了調Q鎖模現象，如圖6分別為(wei) 調Q鎖模的光脈衝(chong) 序列和調Q鎖模的光譜圖。這種調Q鎖模實際上等效於(yu) 腔內(nei) 同時存在快慢2種可飽和吸收體(ti) ，因為(wei) 在一個(ge) 環型腔內(nei) 偏振旋轉鎖模是靠調整偏振控製器(PC)的狀態使激光器產(chan) 生鎖模，而同時當我們(men) 調整PC時，也等效於(yu) 調整了腔內(nei) 的增益與(yu) 損耗，在增益和損耗調整到某種狀態時，同時起到了調Q與(yu) 鎖模的雙重功效，進而產(chan) 生調Q鎖模脈衝(chong) 輸出。

Er3+-Yb3+共摻雜光纖激光器調Q鎖模脈衝(chong) 及光譜圖

　　2.4　調Q光脈衝(chong) 輸出

　　在較低的泵浦功率下，精確調節PC，我們(men) 還觀察到了調Q脈衝(chong) 序列，其調Q頻率為(wei) 133 kHz。調Q脈衝(chong) 寬度1.5μs，相應的光譜寬度為(wei) 1.7 nm，如圖7所示。

調Q脈衝(chong) 序列及光譜圖

　　3　結　論#p#分頁標題#e#

　　在一個(ge) Er3+-Yb3+共摻雜的全光纖環形激光器中，利用非線性偏振旋轉效應，在實驗中觀察到了基頻鎖模和高次諧波鎖模，調Q鎖模和調Q脈衝(chong) 輸出的各種不同工作狀態，基頻連續鎖模頻率為(wei) 15.89 MHz，譜寬為(wei) 9.9 nm，中心波長1.577 nm，按照ΔνΔt=0.315，則變換極限脈寬257 fs。二次諧波、三次諧波鎖模頻率分別為(wei) 31.79 MHz和47.68 MHz，諧波鎖模的譜寬比基頻鎖模時譜寬窄，而且兩(liang) 翼都存在邊帶。從(cong) 理論和實驗發現，無論是基頻鎖模或高階諧波鎖模，雖然都具有閾值泵浦功率，但是並沒有明顯的功率界限，隻要泵浦功率與(yu) PC的結合，在適當的條件下均可產(chan) 生穩定的基頻與(yu) 高次諧波鎖模運轉。