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本论文以科学实验为基础，并结合理论分析，着重研究了可调谐的多色飞秒脉冲光源以及中红外激光的产生技术。研究工作主要涉及了:基于多光子吸收效应的高灵敏三阶自相关脉冲检测技术、基于孤子自频移效应的可调谐多色飞秒脉冲光源、多级孤子自频移光源及中红外脉冲的产生、可调谐多波长光纤参量振荡器、结合硫系玻璃光纤的中红外光纤参量振荡器、可调谐多波长掺铥光纤激光器、以及波长3.8μm的掺铥光纤激光器。 20世纪90年代以来，超短脉冲光源的发展不仅促使了超快光学的诞生，也大大推动了其它领域的科学研究工作。超短脉冲光源已经成为现代科学和生产不可或缺的工具，广泛应用于各个科研和工业领域，如非线性光学、超快光谱学、生物光学、光化学、微纳加工等。 本文的目标是研究可调谐的多色飞秒脉冲光源，调谐量包括脉冲波长、重复频率、脉冲宽度、脉冲个数等，并将波长范围从近红外扩展至中红外波段，以满足实际应用中对“万能超短脉冲激光源”的需求。在本研究报告的第二章中，首先着眼于超短光脉冲的检测需求，提出了一种基于多光子吸收效应的高灵敏三阶自相关脉冲检测技术。该技术采用先进行脉冲光强度调制、后射频分析的方法来获得纯净的三阶自相关信号，不仅仅实现了高灵敏的三阶自相关脉冲检测，同时也解决了实际存在的混合自相关信号问题。其次基于孤子自频移效应和主动锁模激光器，经长周期光纤光栅滤波后，获得了波长可调谐的飞秒脉冲，且能够产生任意的脉冲序列。最后提出了多段介质光纤和不同波段光放大器组合的结构，通过控制光纤色散、泵浦偏振态、放大器增益等方法来调节控制多色飞秒脉冲输出，在此基础上将脉冲波长范围扩展至2μm波段。