陈炳焜，高博

（吉林大学 通信工程学院，吉林 长春 130012）

引言

超短脉冲目前已广泛应用于材料加工[1-3]、光学频率梳[4-6]、传感器[7-8]、光谱学[9-10]和其他领域[11-12]。随着超快光学领域的快速发展，被动锁模光纤激光器因其结构紧凑、脉冲稳定和成本低而得到广泛研究[13-15]。

先前的理论和实验结果表明，高阶色散是影响激光器输出脉冲的重要因素。三阶色散(thirdorder dispersion，TOD)会导致脉冲展宽或压缩、脉冲失真、脉冲混沌等现象。三阶色散可以增加锁模脉冲的持续时间[16]，其能够压缩脉冲是因为相速度和群速度匹配的色散波与锁模脉冲的共振作用[17]。由于三阶色散的作用，脉冲不对称并且中心波长发生偏移[18]。同时，研究人员也发现三阶色散可以抑制脉冲不稳定性，它可以改变主脉冲与群速度和相速度匹配色散波之间的相互作用[19]。在近零色散点附近，通过增大三阶色散的参数值，发现了脉冲混沌状态[20]。一些有关四阶色散(fourthorder dispersion，FOD)的研究也大量展开。研究人员发现四阶色散和自相位调制作用可以产生孤子，同时四阶色散可以导致脉冲展宽[21]。RUNGE A F G 等人发现纯四次孤子脉冲，脉冲的能量大幅度提升[22]。

本文在被动锁模掺镱光纤激光器中对高阶色散参数进行了理论和仿真研究。首先，介绍了被动锁模光纤激光器的模型和相应的方程。其次，分析不同三阶色散值下孤子特性，研究三阶色散对孤子特性的影响。时域方面，三阶色散造成脉冲轮廓不对称及时域偏移等现象；光谱方面，三阶色散导致边带位置及强度发生变化。……