光纤激光在工业加工、遥感探测以及生物医疗等多个领域有着广泛的应用。不同应用领域对光纤激光的特性(如功率、偏振、空域、时域和频域等)有一定的需求,因此,对激光特性调控技术展开研究具有重要的现实意义。本文以光纤激光的时频特性调控为研究对象,基于主控振荡放大(MOPA)结构和自适应调控技术,对脉冲波形整形和光谱调控进行理论和实验研究。具体研究内容如下:1、介绍了光纤激光时频特性调控技术的应用与研究现状,指出脉冲波形调控和频谱调控在脉冲激光器畸变波形补偿和窄线宽光纤激光器非线性效应抑制中的研究价值。2、提出光纤激光时频域特性调控系统的设计方案。基于局域网TCP/IP协议构建仪器通信系统,实现硬件系统各模块之间稳定的数据交换。依照“自顶向下”的设计思想,分析了时频特性自适应调控系统的层次结构和核心功能,利用LabVIEW设计了自适应系统控制软件。参考向量相似度的度量方法,提出时频特性调控系统评价函数的设计思路。3、理论和实验研究了脉冲波形自适应调控技术。分析了光纤放大器中脉冲畸变的物理机理,提出了基于电光调制自适应补偿脉冲波形畸变的技术方案。建立了数值仿真模型,开展了脉冲波形调控的数值仿真研究,理论上验证了该方案的可行性。搭建脉冲波形自适应调控实验系统,验证了该方案的有效性。首次提出使用输出脉冲与目标脉冲向量的距离来定量描述波形调控效果。实验中实现了多种指定脉冲波形的自适应生成,目标脉冲和实际输出脉冲峰值功率的相对误差距离小于1%。4、理论研究了窄线宽激光器自适应光谱调控技术。首次提出基于电光调制的窄线宽光纤激光光谱自适应调控方案,理论上验证了方案的有效性。通过相位调制信号的优化,获得了具有11根,19根,29根等幅谱线的光谱,光谱谱线功率密度均方差小于3%,等幅谱线能量和大于85%。该方法可以灵活地调控光谱峰值功率以及线宽,为进一步提升窄线宽激光器输出功率提供了理论指导。