窄线宽线偏振纳秒光纤激光器同时具有高峰值功率、高相干性和高稳定性输出的特点,广泛应用于激光雷达、非线性频率变换、激光相干合成等领域中,是光纤激光器领域重要的研究热点。面对非线性效应等不利因素的阻碍,在光纤中如何实现高峰值功率的窄线宽线偏振激光输出并完成相关指标的测试仍存在不小的挑战。针对于此,本文开展了如下的研究工作:首先,阐明本课题的研究背景及意义,然后对窄线宽线偏振光纤激光器的相关研究及发展趋势进行了详细的调研和总结。然后,开展了窄线宽脉冲光纤激光器相关的理论研究。从掺镱光纤出发,分析了掺镱光纤激光器的工作原理,并基于镱离子的受激辐射截面分析了 915 nm和976 nm两种不同泵浦方式的优劣。然后基于速率传输方程,推导出了掺镱光纤放大器的增益表达式并使用MATLAB对其进行了数值模拟,讨论了掺镱光纤放大器的增益、泵浦功率阈值、最佳光纤长度等特性。针对窄线宽脉冲光纤激光器中的非线性效应,重点分析了受激拉曼散射和受激布里渊散射的机理及它们所造成的影响。最后建立了窄线宽双包层光纤放大器理论模型,并分析了泵浦方式、增益光纤长度等特性对SBS效应的影响。进一步,基于理论分析开展相关的实验研究。首先分析了窄线宽脉冲光纤激光器的实现原理,然后设计了腔外脉冲调制系统,得到与调制信号波形基本一致的光脉冲信号,解决了调制过程中脉冲形状失真的问题。然后,针对窄线宽脉冲激光,分析了脉冲激光的时间带宽积特性并模拟了振幅调制对激光频谱的影响;然后基于延时自外差和数据处理,对通过强度调制获得的50 ns脉冲激光的线宽进行了实验测量,结果为9.7 kHz,突破了脉冲时间带宽积对脉冲线宽测量分辨率的限制。最后,对窄线宽线偏振脉冲激光的放大进行研究。设计了五级保偏放大系统,包括两级纤芯泵浦放大系统和三级包层泵浦放大系统,最终输出了 21.3 W的窄线宽脉冲激光,峰值功率达到了 267kW;最高功率输出时,信号-泵浦光谱信噪比优于30 dB,激光光束质量在X、Y两个方向上分别为M_x~2=1.28,M_y~2=1.23,接近光束衍射极限。