1. 课题来源与背景：课题来源于国家自然科学基金面上项目《拓扑绝缘体锁模超快掺镱光纤激光器的特性研究》，项目编号: 11474108。

    2. 研究目的与意义：超快掺镱光纤激光器在生物医学、原子物理、天文学等众多领域有重要应用价值，是光纤激光技术领域的研究热点。可饱和吸收体的研制是实现超快掺镱光纤激光器的关键技术。拓扑绝缘体是新兴的宽带可饱和吸收材料，然而它在超快掺镱光纤激光器中的应用却尚待研究。

   3. 创见与创新：项目主要研究拓扑绝缘体超快光纤激光器的特性，并揭示其内在物理机制。我们围绕着拓扑绝缘体等二维纳米材料超快光纤激光器性能提升及光纤激光器中新型孤子非线性动力学过程开展了研究工作，所取得的主要成果可以概括为以下几方面：（1）. 在超短脉冲产生方面：我们首次提出采用二氧化硅包覆金纳米棒来克服金纳米棒的热损伤性，研制出了高性能的二氧化硅包覆金纳米棒可饱和吸收体，并用于超快光纤激光器中获得了379 fs的锁模脉冲输出；此外，我们还首次使用类拓扑绝缘体材料——黑磷，首次研制出了高性能的黑磷锁模器，并用于激光器中获得了940 fs超短脉冲输出。（2）. 在高能量脉冲产生方面：我们首次在1.1 μm工作波段的掺铋光纤激光器中观察到了耗散孤子共振现象，输出最大脉冲能量为24.82 nJ，将传统孤子光纤激光器的输出脉冲能量提高了2个数量级。（3）. 在高重频脉冲产生方面：我们利用了层状二硫化钼的非线性光学特性，将其制成非线性光纤光子器件并接入光纤激光器中。实验中，随着泵浦功率的升高，我们获得了高达2.5 GHz的稳定高重频脉冲输出；此外，我们创造性地提出将石墨烯沉积在微纳光纤结上制备成具有宽带高非线性效应的全光纤谐振器，分别应用于1.0和1.5 μm波段光纤激光器中并有效地产生了数百GHz重复率的脉冲，将常规超快光纤激光器的重复率提高了3个数量级。（4）. 孤子非线性动力学过程研究方面：通过自主研制基于拓扑绝缘体、石墨烯等材料的高非线性光子器件，并应用光纤激光器中，观察到了耗散怪波、孤子分子、孤子爆炸等一系列新型孤子非线性效应，我们对其进行了细致系统地分析研究，进一步揭示了其中的物理机制。

4. 社会经济效益，存在的问题：技术处于实验室小试或者样机研制阶段，尚未形成成熟的应用市场。

5. 历年获奖情况：无