微纳光纤具有各种优良的光学特性,近年来获得了广泛的应用。现阶段,实现微纳光纤的精确制备是其进一步发展和大规模的应用的关键。本文在总结前人关于微纳光纤制备的研究的基础上,结合玻璃类光纤的拉伸原理和光纤拉伸过程中的模式演变,提出了一种方便且可扩展的微纳光纤(MNF)的制备技术,它具有高精确直径控制的特点。当特定范围内的光波波长(比如,400 nm-1000 nm)被耦合进入1550 nm单模光纤(SMF-28e)时,如果光纤在满足绝热条件下被拉锥,随着光纤逐渐变细,普通光纤中的光波模式逐渐转化为了微纳光纤的光波模式。当光纤继续变细,在微纳光纤中存在的各个高阶模式会依次被截止,这会体现为光谱透过率的突变,最后微纳光纤中只有基模存在。基于此,我们搭建了光纤拉锥系统来实现直径的精确控制。与早期工作不同的是,我们在光纤拉制过程中使用白光源和海洋光谱仪来监视各个波长的透射率。由于特定波长的特定模式的截止会对应某个特定的截止直径,我们可以把TE01模式的截止所引起的透射强度的突变下降作为停止拉锥的指示信号。实验中在400 nm-1000 nm中的波长范围内选择不同的波长来获得不同的指示信号,这样就可在特定直径范围内制备所需直径的微纳光纤。本文在实验中已经实现了 360 nm到680 nm的直径控制范围,且直径控制准确度和精度分别达到2 nm和3 nm。如果选取其它更高阶模式的截止作为信号,利用该方法可以将直径控制范围扩展到几个微米。另一方面,本文说明了微纳光纤在2μm处的二阶色散和三阶色散特性,并介绍了 2 μm锁模光纤激光器的实验装置和锁模机理。由于我们可以精确控制微纳光纤的直径,因此,它可以作为色散调节元件在锁模光纤激光器得到应用。通过对微纳光纤的色散进行测量和计算,本文选择了直径为1μm,均匀长度为10 cm的微纳光纤作为正色散器件。本实验通过改变普通光纤的长度,来调节腔内的净色散,并输出了各种不同的脉冲光谱。根据输出的光谱,实验验证了微纳光纤在二阶色散和三阶色散上的补偿能力,并最终实现了 50nm宽光谱和195 fs脉冲宽度的耗散孤子脉冲。特别地,由于微纳光纤为激光谐振腔提供了三阶色散补偿,实验上获得了几乎平坦且对称的输出光谱。对比之前的耗散孤子光纤激光器的研究,我们对于锁模中的色散管理显得更加有效,同时也使得整个装置更加光纤化和灵活。展望未来,采用混合锁模方案、加入带通滤波器或者设计较短的激光腔等措施将会进一步让2μm耗散孤子具有更高的脉冲能量,更宽的光谱,更短的持续时间。