光纤激光器以其优质的光束质量、良好的散热、易于小型化集成等优点,在激光加工、医疗和国防等各个领域都具有非常重要的应用前景。特别是波长位于3-5μm大气透射窗口的中红外光纤激光,更是受到红外对抗、气体探测和生物医疗等领域的广泛关注。然而,传统制作光纤采用的是石英材料,这种材料普遍具有较大的声子能量,因此在波长大于2.2μm时传输损耗较大。而氟化物材料具有较低的声子能量,是实现中红外光纤激光器常用的光纤材料。近年来,随着氟化物光纤拉制工艺和器件制作水平不断提升,中红外光纤激光器得到了快速发展,但是仍然存在诸多问题亟需解决和探索。本文以调Q和锁模等调制手段,围绕中红外氟化物光纤脉冲激光器及其泵浦技术开展相关理论和实验研究。首先,介绍中红外光纤激光器的应用前景,总结实现中红外波段激光技术方案,重点说明中红外光纤激光器优点。归纳了近年来3μm波段Er3+掺杂氟化物光纤激光器、3.5μm波段Er3+掺杂氟化物光纤器以及3.9μm波段Ho3+掺杂氟化物光纤激光器的研究进展,凝练出未来的发展方向。然后,依据激光速率方程,理论上分析2.8μm氟化物光纤激光器泵浦功率、光纤长度以及激光阈值之间的关系。在此基础上开展了级联泵浦3.5μm氟化物光纤激光输出特性理论研究。根据热传输方程,建立氟化物光纤中温度分布模型,分析了吸收系数、环境温度以及热导率对光纤中温度分布的影响。依据其潮解方程,分析了活化能,环境湿度,环境温度以及泵浦光功率对其潮解速率的影响。为氟化物光纤激光器设计奠定理论基础。其次,针对级联泵浦Er:Zr F4光纤激光中2μm泵浦光源的需求,开展相关研究。首先开展Ga Sb基半导体激光器的研究,在外腔反馈长度为45cm时,实现自脉冲输出,脉冲重复频率为153MHz。采用离轴反馈的方法将其光束质量由25.5改善到12.7,亮度也得到提升。但是仍然无法满足纤芯泵浦Er:Zr F4光纤的要求。为此我们开展Tm掺杂光纤激光器（TDFL）的相关研究,基于FBG的全光纤结构,最终实现最大功率为6W,中心波长为1980nm连续激光输出。并且开展了锁模TDFL的相关实验研究,通过优化谐振腔结构,最终实现重复频率为20MHz,脉冲宽度为1.7ps,平均功率为509m W的锁模脉冲输出。接着,开展976nm泵浦Er:Zr F4光纤而实现2.8μm激光的相关实验研究。在实现2.3W连续激光运行基础上,优化泵浦功率可以实现40MHz自锁模脉冲输出,并且通过改变外腔反馈距离可以实现脉冲重复频率的调控。同时,我们还开展基于SESAM调Q 2.8μm Er:Zr F4脉冲激光实验研究。最终实现了脉冲宽度为2μs,光谱的中心波长为2784nm,脉冲重复频率为68k Hz的激光输出。再者,在前面工作的基础上,开展级联泵浦Er掺杂氟化物光纤而实现3.6μm激光输出实验研究。基于ZEMAX软件构建单模光纤耦合系统,分析了耦合光纤位置偏差和角度偏差对系统耦合效率的影响。搭建1980nm泵浦吸收测试系统,通过重复优化耦合系统,实现80%的耦合效率。在此基础上,搭建级联泵浦3.5μm氟化物光纤激光系统,并且成功实现激光激射,激光输出的中心波长为3.647μm,通过优化两个泵浦光的功率,最终可实现最高输出功率为110m W。最后,针对888nm泵浦Ho:In F3光纤实现3.9μm激光存在阈值高而难以激射这一问题开展研究。搭建了888nm泵浦Ho:In F3光纤荧光测试系统。当泵浦光达到4.4W时,测到了微弱的3.9μm荧光。同时还测到了660nm和493nm的荧光,说明系统中存在激发态吸收过程。根据荧光测试结果和理论计算,分析了3.9μm激光阈值高的原因,并提出采用多波段作用的腔反馈镜和双波长泵浦两种方案,以实现降低3.9μm激光阈值的效果。