单频脉冲光纤激光器在可以获得高峰值功率和保证良好的光束质量的同时,在激光的时域特性上可以调节,即可以实现脉冲宽度从纳秒量级到微秒量级的调节。因此可以满足各种实际应用,如激光精密测距、激光雷达、高速摄影等需求。但是,现阶段对于在超短腔结构中实现调Q激光输出以及带有频率调制性能的单频脉冲研究非常有限,限制了其在机载激光雷达以及空间激光通信系统等的方面的应用。因此开展超短腔结构单频调Q激光以及频率调制单频脉冲激光的研究对于推广其应用范围和提升其应用价值具有重要意义。本文围绕单频调Q脉冲光纤激光器开展研究,具体研究内容和取得成果如下:(1)利用布拉格光纤光栅和精密压电陶瓷设计超短腔内的调Q器件,通过外置调制信号的作用对谐振腔品质因素(Q值)进行周期性调节,在超短腔DBR结构中实现了单频脉冲激光输出,峰值功率达到6.93 W。(2)采用注入锁定的复合腔结构,把分别在超短腔DBR结构中实现的线性频率调制性能和在环形腔中实现的调Q脉冲性能在耦合在输出激光上,首次同时实现了大范围的线性频率调制脉冲激光输出并且实验中发现两种调制机制相互之间没有影响。(3)基于超短腔DBR结构,利用半导体可饱和吸收体(SESAM)代替谐振腔的宽带光纤光栅作为高反射腔镜,利用SESAM对透过激光强度的饱和吸收效应来实现对谐振腔Q值的周期性调节,在有效腔长仅有20 mm的谐振腔内实现被动调Q的单频激光输出。与此同时,利用保偏光纤的双折射效应实现了时域同步的双波长调Q脉冲激光输出。为机载激光雷达的应用提供了理想的激光光源。