光纤激光器具有结构简单、散热效果好和性能可控等特性,在光通信、传感、激光加工、医疗等领域有着广泛的应用。近年来,工作在2.0μm左右人眼安全区的光纤激光器显示出了许多独特的优越性,并在许多应用领域受到了广泛的关注。掺铥光纤(TDF)的发射波长范围从1.8μm到2.1μm,被认为是2μm波段光纤激光器的理想增益介质。本论文主要是利用光纤激光器产生矩形脉冲的理论机制,对耗散孤子共振脉冲和类噪声方波脉冲掺铥光纤激光器进行了实验研究。另外,基于半导体低维纳米材料的可饱和吸收效应,实现了掺铥光纤激光器的被动锁模。主要研究内容如下:1、波长间隔可调双波长耗散孤子共振掺铥光纤激光器的研究。利用非线性光纤环镜的等效饱和吸收效应作为被动锁模机制,基于偏振器和一段保偏光纤构成的双折射Lyot滤波器,实现了掺铥光纤激光器中双波长耗散孤子共振脉冲的产生。并且,由于在线双折射Lyot滤波器的固有可调谐性,双波长光谱还可以通过调节偏振控制器进行调谐,波长间隔基本不变。实验还发现在双波长脉冲的两个中心波长处,也可以产生波长可开关的单波长脉冲。2、宽度和振幅可调的类噪声方波脉冲被动锁模掺铥光纤激光器的研究。利用非线性放大环镜的等效饱和吸收效应作为被动锁模机制,从掺铥光纤激光器中实现了类噪声方波脉冲的产生。在这个结构中有两个泵浦的存在,其中一个泵浦可以用来调节方波脉冲的振幅,另一个可以用来调节方波脉冲的宽度。实验表明方波脉冲掺铥光纤激光器输出的方波脉冲宽度和振幅可以实现独立地、连续地调节。3、基于氮化钛纳米粒子饱和吸收体的被动锁模掺铥光纤激光器的研究。基于氮化钛纳米粒子的饱和吸收效应,在掺铥光纤激光器中获得了稳定的锁模脉冲激光产生。实验表明氮化钛纳米粒子可以很好的作为饱和吸收体用于掺铥光纤激光器中,这将有助于进一步探索金属氮化物纳米粒子结构在中红外光子器件中的应用。