2μm波段的纳秒级掺铥激光器在军事、工业加工等领域有着广泛的应用需求,而全光纤化结构的掺铥光纤激光器以其结构紧凑、可维护性好等优点成为当前的研究热点。国内外实验研究表明,以1550nm附近的脉冲光纤激光器作为泵浦源的增益开关掺铥光纤激光器是目前实现全光纤化脉冲掺铥光纤激光器的最好方式。本文对脉冲掺铒光纤放大器及其泵浦的增益开关掺铥光纤激光器进行了理论分析与实验研究。在理论方面,首先介绍了光纤光栅的基本原理和耦合模理论,推导出均匀布拉格光栅的反射率和反射谱带宽的表达式;然后阐述了掺铒光纤放大器的原理,并对掺铒光纤放大器的理论模型进行了讨论,以近似二能级系统为基础推导出放大器的增益公式,从而进一步讨论了放大器阈值泵浦功率和最佳掺铒光纤长度;最后介绍了增益开关的原理和掺铥光纤激光器的速率方程理论,并推导了激光器阈值能量、脉冲建立时间和脉冲宽度的表达式。在实验方面,首先通过载氢装置提高光纤的光敏性,并利用相位掩模法制备了各种参数的光纤光栅,其中包括后面掺铥实验所需的2μm光纤光栅;然后进行了以脉冲调制的1551nm半导体激光器作为种子源的三级掺铒光纤放大器的实验,种子源输出功率为20μW,设置重频为100kHz、脉宽为104ns,第一级放大采用1.3m掺铒光纤(EDF),获得的最高输出平均功率为32.5mW,第二级放大采用4.6m铒镱共掺光纤(EYDF),在泵浦功率为5W的情况下,获得的最大输出功率为1.218W,第三级放大采用4m铒镱共掺光纤,在泵浦功率为11.83W的情况下,获得的最大输出功率为3.306W。最后利用三级脉冲掺铒光纤放大器的输出泵浦掺铥光纤进行了增益开关实验,在波长为1954nm处获得了重频为100kHz、脉宽为25.85ns、最高平均功率为835mW的脉冲输出。