现如今光纤激光器发展迅速,其应用遍布材料加工、医疗、精密测量和光通信等领域。这种光源的灵活性、可靠性和紧凑性使其在许多方面优于固体激光器。光纤激光器的脉冲操作特别重要,它可以显著提高瞬时功率,适用于驱动非线性光学过程,同时实现高分辨率的应用。光纤激光器产生脉冲调制的方法有很多,但通常首选的方案是采用可饱和吸收体（SA）作为激光腔的脉冲调制器件,实现光纤激光器的被动调Q或锁模脉冲输出。这是因为可饱和吸收体器件具有光学特性优异、制备简单、通用性强、体积小等优点,替代了传统的昂贵且复杂的主动调制器件。要成为合适的SA,对材料的关键要求是响应时间快、波长范围宽、强非线性、低光学损耗、高功率处理、低成本以及易于集成到激光系统中。本论文围绕基于SA被动锁模光纤激光器产生超短脉冲输出开展了相关的理论和实验的研究。利用磁控溅射技术（MSD）,制备了基于微纳光纤的锑（Sb）和铋（Bi）两种有效的SA,并在掺铒与掺铥光纤激光器中实现了稳定的锁模运转。论文主要工作如下:1.介绍了可饱和吸收体的发展历程与制备方法,并说明了可饱和吸收体的表征方法与集成手段。2.介绍了光脉冲在光纤中的传输特性,包括光纤中的损耗、色散及非线性效应对光脉冲产生的影响。利用Maxwell方程组推导了光脉冲在光纤中的基本传输方程-非线性薛定谔方程（NLS）。说明了锁模光纤激光器的锁模原理,为实验提供了理论依据。3.基于微纳光纤-Sb可饱和吸收体的被动锁模光纤激光器研究。采用MSD法将Sb沉积在微纳光纤上,制备一种基于微纳光纤-Sb的可饱和吸收体。利用Z扫描系统和平衡双探测器方法对其宽带非线性光学性质进行了表征,利用拉曼光谱、线性吸收光谱与X射线衍射仪（XRD）对材料特性进行了分析,并使用扫描电子显微镜（SEM）对成膜厚度进行了表征。搭建1.5μm掺铒光纤激光器与2μm掺铥光纤激光器,将微纳光纤-Sb可饱和吸收体分别集成到EDFL与TDFL中,得到了544 fs和972 fs稳定的孤子锁模脉冲输出。4.基于微纳光纤-Bi可饱和吸收体的被动锁模光纤激光器研究。利用MSD法制备了基于微纳光纤-Bi可饱和吸收体。测试了Bi薄膜的拉曼光谱,线性吸收光谱和XRD分析。使用扫描电子显微镜表征了沉积在微纳光纤表面Bi薄膜的厚度及表面形貌,证明了MSD法制备的薄膜具有良好的均匀性。利用Z扫描系统和平衡双探测器方法对Bi薄膜和Bi SA的非线性光学性质进行了表征。将微纳光纤-Bi SA集成到搭建的1.5μm EDFL和2μm TDFL中,分别获得了357 fs和953 fs的锁模脉冲输出。本论文主要对基于可饱和吸收体的被动锁模光纤激光器进行了理论和实验的研究。通过分析光脉冲在光纤中的传输特性和锁模光纤激光器的基本原理,为实验提供了理论依据。在实验上,利用磁控溅射技术制备一种新型的基于微纳光纤-锑和铋的可饱和吸收体,并在1.5μm和2μm波段获得稳定的锁模脉冲输出。该技术为制备高性能SA提供了一种实用的解决方案,更有可能实现大规模生产,加速了新型超快光纤激光器光子器件的发展。