光纤激光器具有紧凑的结构、不需要额外水冷、便宜实用等很多优点,在军工、医疗器械、工业生产、精密测量等方面具有重要作用,而作为一种非常稳定的脉冲光源超短脉冲光纤激光器获得了较快的发展。锁模光纤激光器利用半导体可饱和吸收体(SESAM)来锁模由于它本身紧凑、能够自己启动、非常稳定得到了更多的关注。本文主要对利用SESAM实现被动锁模的光纤激光器做了数值模拟仿真和实验验证,主要包含了皮秒激光器、光纤放大器和飞秒激光器三大部分。论文的主要工作和取得的成果如下:1.首先提出了本文的研究背景,对比分析了各种锁模方式基本原理及其优缺点,并分析了近年来不同锁模方式的国内外研究现状。2.简要概述了掺镱光纤放大器的基本构造及原理,搭建了光纤放大器的仿真模型,利用MATLAB模拟仿真了放大器中的物理过程,具体分析了连续波输入和脉冲输入两种情况。另外提出该模型也可用于连续波运行的光纤激光器中。3.根据锁模光纤激光器的基本构造,讨论了锁模的基本过程和脉冲形成原理,分析了光纤中的损耗、色散和非线性,根据非线性薛定谔方程提出了利用SESAM进行锁模的光纤激光器的物理模型,利用分布傅里叶法(SSFT)求解了锁模过程并进行了模拟仿真。4.基于SESAM被动锁模的原理,首先搭建了皮秒锁模光纤激光器,得到了重复频率为27.78MHz,傅里叶变换极限脉宽约为4ps的皮秒脉冲;测量实际脉宽时需要获得更高的输出光功率,搭建了光纤放大器;添加体光栅对来弥补腔内色散搭建飞秒锁模光纤激光器,获得了谱宽为3.62nm、傅里叶变换极限脉宽约为307fs的飞秒锁模脉冲。