光纤激光器不仅克服了传统固体激光器体积大、表积比小、散热性差等缺点，而且易于产生高功率、高能量超短激光脉冲，所以，近年来得到了迅速的发展。其中，高能量光纤激光器因其在生物医学领域、材料加工、军事激光武器、光学相干断层测量技术等领域有着广泛的应用价值，已成为激光物理领域重要的研究热点之一。与此同时，基于非线性偏振旋转技术(NPR)的被动锁模光纤激光器可以实现全光纤、体积小、易集成等众多优点也备受关注。最重要的是，掺镱光纤激光器与其他掺杂光纤激光器相比，具有宽的增益带宽、较长的上能级寿命、泵浦转换效率高等独有的优点，也决定了其在实际应用领域中的快速发展。　　本论文围绕如何提高被动锁模光纤激光器的能量，针对基于非线性偏振旋转技术的掺镱被动锁模光纤激光器展开了研究，提出了一种新型的基于NPR技术的耗散孤子共振被动锁模掺镱光纤激光器，它能够提高输出脉冲的能量，而且在一定条件下，随着泵浦功率的增加，耗散孤子共振脉冲的能量可以无限增加不会发生光脉冲分裂等不稳定现象。本论文主要研究内容包括:　　1.介绍了光纤激光器的发展概况，重点介绍了掺镱光纤激光器的特点与发展，然后，分别详细介绍了高能量光纤激光器的研究进展以及耗散孤子共振光纤激光器的研究概况。　　2.阐述了光纤激光器的基本原理和几种基本结构，详细地介绍了锁模的物理机制，重点介绍了掺镱光纤激光器的被动锁模原理和被动锁模技术，具体讨论了掺镱光纤激光器的三种被动锁模技术及其优缺点，分别是可饱和吸收体(SA)、非线性光纤环形镜(NALM/NOLM)和非线性偏振旋转(NPR)技术，其中非线性偏振旋转技术用于掺镱被动锁模光纤激光器中相当于内置一个隐形滤波器，更适宜稳定的锁模脉冲输出且实现了全光纤结构，易集成。　　3.主要研究了高能量被动锁模光纤激光器，从能量量化理论分析入手，简要介绍了几种提高脉冲能量的被动锁模光纤激光器，包括:自相似脉冲、全正色散、长腔长及大模场被动锁模光纤激光器，这几种方法都可以产生高能量脉冲，但是，它们也有着不可逃脱能量量化产生的缺陷。为了克服这个限制，最后，重点介绍了耗散孤子共振被动锁模光纤激光器，主要从理论基础和实验研究两部分展开了讨论和分析，这种耗散孤子共振光纤激光器提供了一种在一定条件下可以产生能量无限增加的超高能量脉冲的方法。　　4.实验研究了掺镱光纤激光器中的耗散孤子共振现象。我们搭建了基于NPR技术的全光纤全正色散掺镱光纤激光器，在实验中，我们首先获得了几种常见的耗散孤子形态，它们在较高的泵浦功率水平下，容易发生能量量化，伴随着多脉冲的产生及泵浦弛豫等现象。然后，我们通过调节偏振控制器，在合适的激光腔参数时，较好地抑制了多脉冲的产生，使激光腔刚好运转在耗散孤子共振条件下，并且随着泵浦功率逐渐增加到最大值时，脉冲逐渐由类高斯型脉冲展宽为矩形脉冲，对应的脉冲迟延由8.8ps展宽至22.92ns，在较高泵浦功率水平时矩形脉冲的峰值功率保持为一个常数不变，相应的脉冲输出能量也不断增加，对应的最大脉冲输出能量为3.24nJ，这些实验成果证明了耗散孤子共振现象不仅可以存在掺铒光纤激光器中，也可以存在掺镱光纤激光器中，并且可以获得1.0μm波段无波分裂的超高能量脉冲。