光纤激光器因具有单程增益高、无需光学对准、光电转换效率高、免维护、稳定性高以及光束质量高等其它激光器所无法比拟的优点而备受关注,是当前有源激光技术研究领域中的前沿课题。光纤激光器作为典型的光学耗散系统,存在增益、损耗、色散以及非线性效应之间复杂的相互作用,可以实现锁模、反常色散孤子以及耗散孤子、孤子分子到类噪声脉冲等丰富的非线性动力学现象。此外,传统光纤干涉仪传感系统的干涉谱中同时存在多个波峰和多个波谷,而且干涉峰品质因子比较低,导致测量分辨率低、精度低。将光纤干涉仪结构引入光纤激光器系统,通过光纤干涉仪的滤波特性形成单峰光谱,具有很高的品质因子、高信噪比、高光强、高传感精度和分辨率。本文在光纤激光器耗散系统孤子动力学和光纤激光传感系统方面展开理论和实验研究,主要内容包括:一、仿真建模光纤激光器的耗散系统,数值研究了耗散孤子的奇特的简谐/阻尼运动动力学特性。无粘滞项耗散系统中,耗散孤子在V型势作用下,可以观察到耗散孤子的简谐运动。然后,在耗散系统中引入扩散系数项（粘滞项）,会对耗散孤子的简谐运动产生显著的阻尼效应。我们数值仿真分析了耗散孤子简谐运动和阻尼运动中能量和动量的演化机理。二、提出将基于微锥的微纳光纤干涉结构引入光纤激光器系统,实现高灵敏的光纤激光传感器折射率传感应用。随着光纤结构直径的减小其倏逝场不断增强,折射率（RI）传感的灵敏度指标显著提高,微纳光纤直径为20μm时,折射率灵敏度达到1925 nm/RIU。将其应用于对核反应抑制剂硝酸钆溶液浓度的检测,灵敏度高达0.172 nm/mg/ml。三、提出将基于微锥的侧抛光纤Mach-Zehnder干涉仪（MZI）引入光纤激光器系统,有效提高了光纤激光传感器的折射率（RI）和扭转传感性能。侧边抛磨光纤MZI传感器不仅能增强光纤的倏逝波,而且打破了光纤端面的圆对称性,可用于周围RI和扭转的传感检测。实验结果表明,该传感器的RI和扭转灵敏度与侧抛深度有关:侧抛深度越深,灵敏度越高。对于光纤侧抛深度为47μm的传感器,测量的RI灵敏度达到-81.36 nm/RIU,扭转灵敏度达到-0.019nm/O,换算为扭转率灵敏度为-0.267 nm/(rad.m-1)。