超快光纤激光器因其环境稳定性高、脉冲宽度窄、峰值功率高、电光转换效率高、散热好、光束质量高和体积小易集成等优点,被广泛应用于国防军事、计量统计、电子存储、光纤通信、生物医药、材料加工等领域。通常利用基于可饱和吸收体的被动锁模光纤激光器实现超快激光的输出。探索出具有优异非线性吸收特性的可饱和吸收体对被动锁模光纤激光器的发展有重要的理论意义和实用价值。近些年,通过层层堆叠或者混合不同二维纳米材料制备出的二维纳米材料异质结和纳米复合材料具有层间电荷、激子转移和能带对准等特性,成为了诸多领域的研究热点。本文研究了石墨烯/二硫化钨纳米复合材料可饱和吸收体的非线性吸收特性和基于该可饱和吸收体的掺铒传统孤子锁模光纤激光器和单、双波长可选掺镱耗散孤子锁模光纤激光器。本文主要研究内容如下:1.基于石墨烯/二硫化钨纳米复合材料掺铒被动锁模光纤激光器的研究。利用液相剥离法和真空抽滤法制备了石墨烯/二硫化钨纳米复合材料(G/W)薄膜。用透射电子显微镜(TEM)表征了G/W纳米片的尺寸以及层数。用原子力显微镜(AFM)、拉曼光谱、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见光分光光度计(UV-Vis)分别表征了G/W薄膜的厚度、成分、材料结晶性、成键方式和吸光度。表征结果表明G/W制备成功。基于第一性原理计算,研究了G/W界面处电荷转移对其非线性吸收特性的影响。将G/W薄膜转移至微纳光纤上获得了G/W可饱和吸收体(G/W-SA),并使用P-scan技术测量了G/W-SA的非线性吸收特性,测量结果表明G/W-SA的调制深度高于石墨烯可饱和吸收体和二硫化钨可饱和吸收体。开展了基于G/W-SA的掺铒传统孤子锁模光纤激光器的研究。将G/W-SA熔接入掺铒光纤环形腔中,通过调节泵浦功率和偏振控制器,得到了中心波长为1565 nm、3-d B带宽为4.4 nm、重复频率为17.39 MHz和信噪比为60 d B的传统孤子。2.基于石墨烯/二硫化钨纳米复合材料单、双波长可选掺镱被动锁模光纤激光器的研究。总结了多波长锁模脉冲的主要形成机理。测量了G/W-SA在1μm的非线性吸收特性。开展了基于G/W-SA单、双波长可选掺镱耗散孤子锁模光纤激光器的实验研究。将G/W-SA熔接入掺镱光纤环形腔中,通过调节泵浦功率,获得了中心波长为1066.2 nm、重复频率为19.68 MHz、3-d B带宽为2.1 nm、脉冲宽度为450 ps和信噪比为65 d B的稳定单波长耗散孤子。通过调节偏振控制器可以观察到单波长耗散孤子转变为双波长耗散孤子。双波长耗散孤子的中心波长分别为1066.4 nm和1069.2 nm,与之对应的重复频率为19.684838 MHz和19.683569 MHz,信噪比为52dB。