2　实验结果与分析

　　在实验中，通过改变泵浦功率，并认真调节偏振控制器的PC1和PC2，我们分别获得了稳定的基频锁模，高次谐波锁模，调Q锁模和调Q脉冲输出。

　　2.1　稳定的基(波)频锁模

　　偏振旋转锁模的实验关键是在一定的泵浦功率下精确调整PC1和PC2，使脉冲两翼的强度低而中心部分的强度高，脉冲在腔内循环传输的结果使脉冲宽度不断压缩，从而形成稳定的超短脉冲输出。因此在不同的泵浦功率下，一般都可以实现连续锁模。对我们的这台激光器，锁模的阈值泵浦功率为10 mW，稍微降低泵浦功率，仍可稳定工作，直到泵浦功率为9 mW时，锁模脉冲熄灭。当增大泵浦功率，同时认真调整PC1和PC2，锁模脉冲的幅值会逐渐增大，输出功率增强，当泵浦功率为32.5 mW时，脉冲序列如图2所示，脉冲的重复频率为15.89 MHz。光谱图如图2所示，谱宽为9.9 nm，激光的中心波长为1.557 3 nm。假设输出脉冲为双曲正割型，则根据ΔνΔt=0.315，可以得到变换极限脉宽为257 fs，这与通常文献所报导的同类激光器结果相类似。但实际脉冲可能会宽些，由于本实验室自相关器测量系统出了问题，未能得到实际测量值。

Er3+-Yb3+共掺杂光纤激光器输出脉冲及光谱图

　　2.2　谐波锁模脉冲输出

　　当我们增大泵浦功率，或者在一定泵浦功率下，反复调整2个偏振控制器，高次谐波锁模光脉冲很容易形成，而且激光器输出光脉冲序列会发生复杂的变化，其重复率为基频重复率的整数倍，实验现象十分有趣：当偏振控制器固定在某一位置，在一个较低的泵浦功率下，形成基频锁模脉冲，这时我们加大泵浦功率，在示波器上你会观察到，脉冲的幅度值并不增加，而是减小，当减小到一半时，1个脉冲突然分裂成2个脉冲，形成二次谐波锁模序列，脉冲重复率恰好是基频锁模脉冲的2倍。当继续增加泵浦功率时，有时会分裂成三次谐波锁模序列，重复率正好是基频锁模脉冲的3倍(47.68 MHz)。然而，当泵浦功率并不大时，同样也可以实现谐波锁模。

二次谐波锁模脉冲及光谱图

三次谐波锁模脉冲及光谱图#p#分页标题#e#

幅值不等和多峰的三次锁模脉冲序列

        当我们将PC1和PC2调到适当位置，泵浦功率从0开始加大，当泵浦功率为10 mW时，直接形成了3次谐波振荡，而且非常稳定，这时再增加泵浦功率，谐波脉冲的幅值会增大。由此可见，高次谐波的产生不一定仅靠增加泵浦功率，而是取决于泵浦功率与偏振控制的结合。另外，当我们调整偏振控制器，或增大泵浦功率时，高次谐波的表现形式各不相同，譬如，虽然也是二次谐波、三次谐波，但脉冲的幅值并不相等，但很有规律；有时在1个周期内有2个脉冲，有人称之为团簇型高次谐波脉冲。图3为稳定的二次谐波脉冲序列及其对应的光谱图；图4为三次谐波的脉冲序列及其对应的光谱图。图5为幅值不等的三次谐波脉冲序列和出现多峰的三次谐波序列图。

　　2.3　调Q锁模光脉冲

　　当泵浦功率达到75 mW时，仔细调谐PC1和PC2，我们观察到了调Q锁模现象，如图6分别为调Q锁模的光脉冲序列和调Q锁模的光谱图。这种调Q锁模实际上等效于腔内同时存在快慢2种可饱和吸收体，因为在一个环型腔内偏振旋转锁模是靠调整偏振控制器(PC)的状态使激光器产生锁模，而同时当我们调整PC时，也等效于调整了腔内的增益与损耗，在增益和损耗调整到某种状态时，同时起到了调Q与锁模的双重功效，进而产生调Q锁模脉冲输出。

Er3+-Yb3+共掺杂光纤激光器调Q锁模脉冲及光谱图

　　2.4　调Q光脉冲输出

　　在较低的泵浦功率下，精确调节PC，我们还观察到了调Q脉冲序列，其调Q频率为133 kHz。调Q脉冲宽度1.5μs，相应的光谱宽度为1.7 nm，如图7所示。

调Q脉冲序列及光谱图

　　3　结　论#p#分页标题#e#

　　在一个Er3+-Yb3+共掺杂的全光纤环形激光器中，利用非线性偏振旋转效应，在实验中观察到了基频锁模和高次谐波锁模，调Q锁模和调Q脉冲输出的各种不同工作状态，基频连续锁模频率为15.89 MHz，谱宽为9.9 nm，中心波长1.577 nm，按照ΔνΔt=0.315，则变换极限脉宽257 fs。二次谐波、三次谐波锁模频率分别为31.79 MHz和47.68 MHz，谐波锁模的谱宽比基频锁模时谱宽窄，而且两翼都存在边带。从理论和实验发现，无论是基频锁模或高阶谐波锁模，虽然都具有阈值泵浦功率，但是并没有明显的功率界限，只要泵浦功率与PC的结合，在适当的条件下均可产生稳定的基频与高次谐波锁模运转。