超连续谱（Supercontinuum,SC）是一种宽带光源,当高功率激光在光纤中传播时,在光纤中的多种非线性效应的共同作用下,入射激光的光谱在传播过程中得到极大的展宽,最终获得SC输出。SC光源同时拥有非常宽的光谱覆盖范围以及优异的激光特性,因此在医疗、军事、通信、测量等领域具有广阔的应用前景。结构紧凑、集成化的高性能SC光源必将进一步推动SC在各领域的应用。本文采用了被动调Q微片激光器泵浦石英单模光纤的方案,进行了 SC的性能研究,获得了超宽带、高功率的SC输出,证实了被动调Q微片激光器泵浦单模光纤产生高性能、结构紧凑和低成本的SC光源的可行性和潜力。由于光子晶体光纤（Photonic Crystal Fiber,PCF）的色散易于设计并可以提高SC的性能,因此数十年以来,飞秒锁模激光器泵浦PCF的方案被广泛地用于宽带SC光源的研究。然而,由特殊设计的PCF和锁模飞秒激光器构成的SC光源具有高成本、结构复杂、难以维护等缺点,限制了其在便携式仪器的应用。此外,该泵浦方案获得的SC平均输出功率很低。因此,使用简单紧凑的光源泵浦标准通信光纤生成SC始终是最具效益的解决方案。被动调Q微片激光器具有良好的光束质量和紧凑的结构,可以实现高峰值功率、脉宽为亚纳秒级的激光输出,在激光加工、激光点火和非线性频率转换等领域均得到了广泛的应用。本文采用Yb:YAG激光晶体和Cr4+:YAG被动调Q晶体构建了高性能的被动调Q微片激光器,并将其作为泵浦源来对SMF-28光纤进行泵浦获得性能优良的超宽带SC输出。利用数值仿真的方法对实验结果进行了分析,阐明了高峰值功率被动调Q微片激光器泵浦单模光纤产生SC的机理。首先,在940 nm连续激光二极管泵浦的Yb:YAG/Cr4+:YAG被动调Q微片激光器中获得了波长为1.03 μm、最高峰值功率和最高平均输出功率分别为43 kW和880 mW的激光。然后,以此高峰值功率激光作为泵浦源,泵浦SMF-28单模光纤产生了光谱范围从600 nm到1750 nm、平均输出功率为181 mW、光光转换效率为21%的SC。高峰值功率激光泵浦单模光纤所导致的光谱展宽非线性效应,一直以来都是提高和改进SC性能的关键。在实验中,利用衰减片控制光纤端面处入射泵浦光的平均功率,观察并记录了 SC光谱展宽的过程。基于在不同泵浦光功率下SC光谱演变的实验结果,围绕着受激拉曼散射（Stimulated Raman Scattering,SRS）和四波混频（Four-Wave Mixing,FWM）效应,详细分析和解释了单模光纤中宽带SC光谱产生的机理,并通过数值模拟的方法研究了单模光纤中的模间四波混频效应（Intermodal Four-Wave Mixing,IMFWM）,提出了 IMFWM 效应是拓宽SC在可见光范围光谱的主要机理。利用IMFWM效应,在理论上很好地解释了单模光纤产生光谱覆盖范围至橙光的宽带SC。在1030 nm被动调Q微片激光器泵浦的SMF-28单模光纤中获得了光谱覆盖范围从600nm到1750nm的SC,这是已知使用SMF-28光纤在远离光纤零色散点280 nm的激光泵浦下,得到的最宽结果。本论文的研究成果为研究高峰值功率被动调Q微片激光器泵浦单模光纤获得超宽带SC提供了新的研究思路和方法,具有非常高的科学价值和实用意义。