自1986年Alcock初次将调Q技术引入光纤激光器以来,调Q光纤激光器一直是激光技术领域的研究热点之一。调Q光纤激光器具有脉宽窄、峰值功率高、脉冲能量高、光束质量好等特性,使其在医学治疗、环境遥感、激光测距、工业生产等领域中展现出独特的应用价值。调Q光纤激光器有主动调Q和被动调Q两种,其中被动调Q光纤激光器无需额外加入调制器,结构紧凑,系统简单、成本低,且具有更高的运行效率,是获得高重频的纳秒、亚纳秒激光脉冲的重要方式。本文从理论与实验两方面对被动调Q掺镱光纤激光器进行了研究。理论上,建立被动调Q掺镱光纤激光器的理论模型,对被动调Q掺镱光纤激光器进行数值仿真,探究不同因素对其输出特性产生的影响;实验上,搭建了两种不同腔结构的被动调Q掺镱光纤激光器,分别研究与分析了脉冲输出特性,并将其性能进行了比较。具体工作如下:1.阐述了调Q的基本原理,详细介绍了被动调Q的基本原理,概述了不同可饱和吸收体的工作特性。2.对被动调Q掺镱光纤激光器进行了理论仿真研究。建立了被动调Q掺镱光纤激光器的理论模型、传输方程、速率方程,模拟仿真研究了泵浦功率、可饱和吸收体光纤长度、掺杂浓度等对激光器输出特性的影响。3.基于仿真结果,搭建了单腔结构的被动调Q掺镱光纤激光器,研究了泵浦功率、可饱和吸收体光纤长度对其输出特性的影响,并进行分析与讨论。在可饱和吸收体长度为2m时,泵浦功率在660m W-1.5W范围内,获得最窄脉冲宽度4.8μs的1064nm调Q脉冲输出。4.为进一步得到稳定被动调Q脉冲输出,搭建一种双腔结构的全光纤化被动调Q掺镱光纤激光器。该激光器采用线形双腔结构,利用被动调Q和增益调制相结合的技术方案,实现了最窄脉宽2.6μs、脉冲重复频率在13.23kHz-40.6kHz范围内可调,中心波长为1064nm的平滑、稳定的脉冲输出。并探究了脉冲特性随可饱和吸收体光纤长度的变化情况。相对于单腔被动调Q掺镱光纤激光器而言,双腔被动调Q掺镱光纤激光器稳定性能得到一定改善。该激光器通过双腔的交叉调制,保证了脉冲激光的稳定高效输出,可以作为高性能脉冲产生方式的新选择。文章最后对全文的主要工作进行了总结与展望。