随着激光器技术不断发展,未来激光器的应用将更加广泛。但是,制作体积小且方便携带的激光器是一直以来需要攻克的难题,高功率也是必不可少的需求条件。光纤激光器也正是因为具有结构紧凑、体积小、成本低、输出功率高等优点,在医疗、工业、科学研究等多个领域得到了广泛的应用。近几年来,多模干涉（miltimode interference,MMI）结构的出现不仅为波长可调谐提供了便捷的调节方式,也为高损伤阈值和集成化的锁模器件提供了更多的选择,还推动了全光纤化激光器的发展进程。本文的具体研究内容如下:基于MMI模场分布理论和光在单模光纤中传输的非线性薛定谔方程分析了自映像效应、滤波特性和可饱和吸收特性。基于矩阵理论分析了影响光纤激光器脉冲输出特性的主要因素,求出群速度色散、自相位调制、振幅调制、频率调制和光带通滤波调制的矩阵形式。通过数值模拟求解,利用时域矩阵方法分析了基于MMI效应1μm波段锁模光纤激光器腔内净色散、振幅调制系数和自相位调制系数对脉冲宽度和啁啾的影响。搭建了光纤MMI结构透射光谱测量装置,通过弯曲多模光纤证实了MMI结构的滤波特性,同时,证明了正反两方向传播的光经过MMI结构会导致损耗差异,并分析了差异产生的原因;基于MMI的滤波特性和半导体饱和吸收镜,搭建了可调谐线形腔锁模全光纤激光器,实现了锁模脉冲光谱的调谐输出。实验结果表明,MMI滤波器件有利于实现波长可调谐全光纤激光器。优化结构设计,制备了具有可饱和吸收特性的光纤MMI结构,基于该结构,并利用光纤中产生的较强受激拉曼散射（stimulated Raman scattering,SRS）效应,实现了拉曼增强多色脉冲锁模光纤激光器。实验上证实了腔长和基频脉冲宽度对SRS阈值的影响,分别在腔内和腔外加入1035/1090 nm波分复用器对输出脉冲进行分离,从光谱特征、脉冲强度、频谱和稳定性等方面系统地研究了SRS效应对基频耗散孤子脉冲特性的影响,结果表明SRS效应对于基频脉冲来说是一种调制不稳定性因素,同时也有效扩展了激光输出光谱。本论文的内容不仅对理解全正色散域孤子脉冲特性、光纤MMI结构特性和光纤非线性动力学性质有重要的意义,而且也为生产和生活中使用的多波段或宽频带光纤激光器的开发和应用提供了参考。