掺铥光纤激光器可以产生2μm波段的激光,由于2μm激光对人眼安全、水分子在这个波段有很强的中红外吸收峰,并且2μm激光处于大气光传输的低损耗窗口,因此掺铥光纤激光器在激光手术、空间光通信、激光雷达、光电对抗等领域有着重要的应用前景。同时,2μm波段的掺铥光纤激光器还可以作为泵浦源去泵浦其它工作物质,获得4μm-5μm波段的激光输出。本论文从理论和实验两个方面对掺铥光纤激光器进行了研究,主要工作如下：(1)分析了掺铥光纤激光器各个组成部分。主要包括双包层光纤的结构特性、双包层光纤的吸收效率、谐振腔结构以及泵浦耦合技术。(2)研究了Tm3+离子能级结构的特点,在此基础上对2μm掺铥光纤激光器的三种泵浦方案(3H6→3F4、3H6→3H5、3H6→3H4)的泵浦过程进行了分析。采用速率方程的稳态分析方法建立了3H6→3H4泵浦方案的理论模型,并利用Matlab对该模型进行了数值模拟。着重分析了泵浦光沿光纤长度方向上的分布情况,以及前、后腔镜反射率和掺杂浓度对激光器输出功率的影响。(3)利用实验室现有条件搭建了793nm激光泵浦下的掺铥光纤激光器系统。完成了泵浦源输出功率的测试和掺铥光纤激光器输出光谱的测试,并对实验结果进行了分析。