基于被动锁模方式的超快光纤激光器具有结构简单、稳定性高和易于集成的优势,受到研究者们的广泛关注。同时,不同色散条件下的锁模脉冲具有各自优异的特性,在光纤通信、工业加工及超快精密探测等领域有着重要的应用。本论文主要对被动锁模方式下的孤子脉冲特性进行研究,通过色散管理实现了不同色散域的孤子输出,基于自相似放大原理和啁啾放大原理,获得了宽光谱高功率的脉冲输出,这对光纤激光器的超短脉冲和高功率方面具有重要的研究意义和应用价值。本论文具体研究内容如下:1、在以碳纳米管为可饱和吸收体的光纤激光器中,研究了锁模脉冲随腔内色散的演化特性。基于色散管理技术,在负色散域实现了传统孤子输出,光谱具有显著的边带特征,呈Sech2分布,脉冲稳定易获得,可以作为良好的种子源;在正色散域得到了耗散孤子输出,光谱形状类似于矩形,脉冲呈Gaussian分布,可以承受较高非线性而不发生分裂;在近零色散域获得了色散管理孤子,光谱和脉冲均呈Gaussian分布,容易获得较宽的光谱宽度。2、通过对腔内单模光纤长度的调节,研究了传统孤子边带随着腔内负色散的变化过程。随着腔内单模光纤长度的减少,孤子边带数减少,光谱边沿变得平滑,脉冲宽度逐渐变小,激光腔的稳定性也有所提高。3、基于自相似放大原理,搭建了具有宽光谱高功率输出特性的超快光纤激光器。选取近似无啁啾、边沿光滑的传统孤子作为初始种子源,在正色散光纤中初步演化成抛物线型脉冲,随着泵浦功率的增加,在增益光纤中实现了光谱、脉宽和功率的单调递增,最终获得了光谱宽度为37.4nm、输出功率为164.5mW的宽光谱高功率脉冲输出。4、基于啁啾放大原理,实现了谱宽为21.4nm、输出功率为1.2W的宽光谱高功率脉冲输出。选取具有一定啁啾的色散管理孤子作为种子源,通过一定程度的展宽放大,在双包层光纤中实现了单脉冲能量达32.55nJ的高能量脉冲输出。