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最近几年来,高功率的超短脉冲在激光切割、化学物理学基础研究、光通信等方面有重要用途,各企业高校争相进行研发工作。锁模光纤激光器因其可以全光纤化集成且拥有良好的稳定性和极佳的光束质量,是超短脉冲发展的优质选择。镱离子能级结构简单且间距大,能级之间没有无辐射弛豫现象,所以掺镱光纤能够获得极高的掺杂浓度,经常用来作为高功率激光器的增益介质。本论文的主要工作是围绕全正色散被动锁模掺镱全光纤激光器研制展开的,分别使用非线性偏振旋转及石墨烯可饱和吸收体两种锁模方式,搭建了两台被动锁模脉冲激光器,并使用国产双包层有源光纤对脉冲进行放大。主要内容和结果总结如下:（1）介绍了光纤激光器和锁模脉冲光纤激光器的背景,分析了锁模脉冲形成的原理。介绍了国内外被动锁模光纤激光器的研究进展。根据研究背景阐释脉冲激光发展方向是脉宽更短、重频更高、环境影响小和可调谐范围广,从而说明了研究被动锁模光纤激光器的重要意义。（2）掺镱光纤激光器理论介绍。从Yb3+的光谱特性出发,分析了掺镱光纤激光器的能级结构。介绍了双包层掺镱光纤的制备:从预制棒的制备到拉丝。介绍了激光器的谐振腔结构的几种主要类型及激光产生的条件,为后文锁模掺镱激光器做原理准备。（3）用激光诱导法将石墨烯附着于光纤跳线端面,进而做成石墨烯锁模部件应用于全正色散被动锁模掺镱光纤激光器中。在实验中观察到的明脉冲及其二阶谐波分量、暗明脉冲对、暗脉冲及其二,三阶谐波分量这些不同的脉冲。其中的暗明脉冲对和暗脉冲在基于石墨烯被动锁模的全正色散掺镱光纤激光器实验中是第一次被观察到。结合数值模拟分析这些特殊脉冲产生的原因。（4）分析了非线性偏振旋转锁模器件非线性特性。根据理论搭建了一台NPR锁模掺镱光纤激光器,对输出的基频脉冲和脉冲串的脉冲能量、光谱宽度、激光阈值进行了测量分析。同时,为后面的脉冲放大实验做好了种子源。（5）应用改良的化学气相沉积工艺,采用气液相混合掺杂技术制备了一系列掺镱双包层光纤,并进行相应的尺寸、漏光情况和激光性能测试。将非线性偏振旋转锁模激光器作为种子源,使用实验室拉制的双包层掺镱光纤作为放大光纤,进行MOPA结构的二级放大。在放大过程中通过改进有源光纤尺寸和放大器结构,较好的抑制了放大自发辐射（ASE）和受激拉曼散射（SRS）。