研究发现， 如果单模光纤长度改变不大， 耗散锁模脉冲仍然可以产生； 如果单模光纤长度改变太大( 大于0. 5m) 无论如何调节偏振控制器都无法获得耗散孤子脉冲。这可能是以前没能在无外加光谱滤波器的全正色散掺镱光纤激光器中观测到耗散孤子脉冲的原因。因此， 从腔内脉冲性能来看， 增益和腔传输对耗散孤子脉冲形成的影响明显。激光腔内多种效应， 包括正光纤色散、非线性、腔传输、增益饱和和滤波等自洽的结果导耗散孤子致脉冲形成。另外需要指出的是， 由于激光腔中有偏振器件偏振相关隔离器及光纤固有双折射， 它们组合会导致等效滤波， 这对于全正色散光纤中锁模脉冲形成也有一定作用。
实验上调节偏振， 从该激光器还可产生光谱边沿非陡峭的脉冲， 从两个不同输出端口输出的光谱边沿非陡峭典型脉冲光谱如图5所示。另外， 激光中单模光纤长度变长变短过大， 无论如何调节偏振控制器都无法得到具有陡峭光谱边沿的耗散孤子脉冲， 能得到的也只是类似于图5的光谱边沿非陡峭的脉冲。这类脉冲被称为噪声像脉冲， 噪声像脉冲的特征是它的光谱非常宽， 噪声像脉冲产生的机理认为是激光腔脉冲不断产生和崩溃的结果。
图5 边沿非陡峭的脉冲光谱
为了进一步了解无外加光谱滤波器的全正色散掺镱光纤激光器中耗散孤子脉冲的形成机制， 基于GinzburgLandau方程用与实验相当的参数对激光器进行数值模拟：
式中A(z， t) 为脉冲包络，2为光纤的二阶色散， 为光纤的非线性系数。由于形成的脉冲宽度较大， 式中忽略了三阶色散和高阶非线性效应。g(Epulse) =g0/ (1+ Epulse/ Esat ) 为YDF净增益函数， 假设YDF增益谱呈以1060nm为中心的高斯分布， 小信号增益参数g0=3m-1， 增益带宽 g= 45nm， 增益饱和能量Esat = 1nJ。数值模拟采用标准的分步傅里叶算法， 初始背景为白噪声， 经过有限次循环后输出脉冲幅度和宽度不再变化后即认为形成稳定的锁模。
图6( a) 是归一化线性坐标下的数值模拟输出脉冲光谱， 图6( b) 是对数坐标下相应的光谱。因为输出脉冲光谱与激光腔偏振有关， 模拟光谱图和实验图有一定差别， 但实验和模拟的输出脉冲光谱都具有明显陡峭的光谱边沿。图6( c) 是数值模拟脉冲自相关曲线和沿整个脉冲几乎呈线性变化的啁啾。光纤激光器中没有负色散补偿， 腔内循环脉冲有低峰值功率和低非线性效应， 从而产生近乎线性的频率啁啾。
图6 全正色散掺镱光纤激光器数值模拟结果
4、结论
本文对由全正群速度色散光纤组成的无外加滤波器的掺镱光纤环形激光器产生耗散孤子脉冲进行了实验研究和数值模拟。该光纤激光器利用非线性偏振旋转实现自启动锁模， 在腔传输、正光纤色散、非线性效应、增益饱和和增益窄化的综合作用下致使在全正色散光纤激光器产生了耗散孤子锁模脉冲。实验与数值模拟结果一致， 证实了全正色掺镱光纤激光器在无外加滤波器的情况下也可以产生稳定锁模耗散孤子脉冲。实验获得了脉冲能量达1. 1nJ的稳定耗散锁模脉冲。
