光纤激光器以及2μmTm:YAP固体激光器中,研究激光器的输出特性,从而证实了石墨烯的宽带可饱和吸收特性。4)被动锁模掺铒光纤激光器在掺铒光纤激光器中采用非线性偏振旋转和石墨烯两种方式实现了锁模脉冲的输出,对掺铒光纤的荧光和光谱边带进行了数值模拟,根据模拟结果提出了抑制两者产生的方案：对于提高泵浦效率、脉冲稳定性和缩短锁模脉冲有指导意义。5)基于石墨烯锁模的固体激光器谐振腔设计采用ABCD矩阵设计了采用石墨烯作为锁模元件的固体激光器谐振腔,腔型结构设计中考虑了像散、激光增益介质热效应以及色散补偿,根据模拟结果可以对腔内各元件的参数以及位置进行选取,为石墨烯锁模固体激光器建立了理论基础。本文的创新点：(1)可饱和吸收体的创新文中我们采用了新型可饱和吸收体——单壁碳纳米管和石墨烯两种碳纳米材料,对其经过一些处理可以制备为适合各种激光器的可饱和吸收体,在激光器中成功实现了调Q、锁模脉冲的输出。(2)研究内容的创新a)根据原材料形态和性质的不同,以及激光器腔型需求的不同,制备了多种形式的基于单壁碳纳米管、石墨烯的可饱和吸收体,使可饱和吸收体在激光器中的应用更加方便简洁,并且可以降低腔内的插入损耗以及保证光纤激光器的全光纤化。b)文章中把材料的制备工艺与激光器参数结合在一起,根据激光器的输出特性对材料的制备工艺进行研究和改进,确定最适合产生短脉冲的材料参数；在材料参数确定的情况下,不断优化激光器腔型,最终实现稳定的脉冲输出。c)从非线性光学、能带结构的角度出发,分析了单壁碳纳米管和石墨烯的可饱和吸收机理,并从实验上实现了被动调Q、被动锁模脉冲的输出,分析了泵浦光功率、腔型、腔长和输出镜透过率等对脉冲稳定性的影响。d)采用石墨烯可饱和吸收体不仅实现了宽带被动调Q,在1μmNd:YAG固体激光器中获得249ns调Q脉冲；2μmTm:YAP固体激光器中获得1.4μs脉冲,并且在2μm掺铥光纤激光器中获得760ns被动调Q脉冲,这是目前所知最短的基于石墨烯的2μm被动调Q脉冲宽度。采用SWCNT可饱和吸收体实现了脉冲宽度630ns的1.06μm被动调Q。e)在未进行腔内色散补偿的条件下,成功采用石墨烯在1550nm掺铒全光纤激光器中实现了ps被动锁模。根据色散理论,后续若对腔内色散进行补偿,可以实现飞秒脉冲。(3)理论与实验相结合文中从理论和实验两方面出发,一方面从非线性光学,能带结构,泡利不相容原理等出发,分析和探索SWCNT、石墨烯的可饱和吸收机理；另一方面,从非线性薛定谔方程和Haus主方程出发,研究SWCNT、石墨烯可饱和吸收体调Q、锁模的动力学过程；实验上,采用这两种碳纳米材料进行了一些调Q、锁模实验。理论和实验结合,有利于问题的及时发现和解决,可以推动整个课题的顺利进行