超快光学作为一个快速发展的领域，在科研、工业、信息、医疗等领域都有很重要的应用，例如超快光学现象研究、超快事件测量、电子通信、医学成像等。目前超快光学受到越来越广泛的关注，也显示出越来越高的重要性。未来无疑会带给世界更多的前沿成果和相应的高技术产品。　　本论文选取新一代的超快激光技术——光纤激光锁模技术为研究对象。光纤激光器利用稀土离子掺杂玻璃光纤作为增益介质。光纤是一种介质波导，利用光在纤芯中的全反射原理而传输。光纤的损耗通常由吸收损耗和瑞利散射损耗组成。色散是指光由于频率的不同而产生的群速度的差异。当电磁场很强时，介质对光的响应是非线性的。折射率的非线性导致了非线性效应，例如自相位调制和交叉相位调制。　　适当形式的薛定谔方程可以分别用来描述孤子脉冲、色散管理脉冲以及自相似脉冲的传输特性。群速度色散和光纤非线性的相互作用主导了飞秒光纤激光器的脉冲形成。不同类型的超短脉冲光纤激光器有其独特的脉冲形成机制和脉冲特性。　　可饱和吸收体的非线性吸收对激光器的锁模脉冲形成起到很重要的作用。实际应用中有半导体可饱和吸收材料组成的真实可饱和吸收体。除此之外，还有人工的虚拟可饱和吸收体，例如非线性偏振旋转。我们研究了可饱和吸收体在光纤激光锁模中的机制，并分析了孤子脉冲锁模光纤激光、色散管理脉冲锁模光纤激光以及自相似脉冲锁模光纤激光的形成机制，包括色散、非线性以及增益之间的相互作用。此外，我们开展了非线性偏振旋转锁模掺镱光纤激光器的研究，包括分析计算、光路设计以及锁模脉冲参数分析。其中单模光纤的长度为3.2m，型号为HI1060。使用的掺镱增益光纤的长度为0.3m，型号为Coractive Yb406，锁模脉冲的重复频率为52.8MHz。锁模的中心波长为1034nm，光谱宽度为35nm，腔外压缩后的脉宽为125fs。　　非线性光学环形腔锁模光纤激光器的锁模原理是在2×2的光纤耦合器中相向传输的两束光经过的光程相同，但是方向相反。由于积累的非线性相移不同，在2×2的光纤耦合器中干涉锁模。我们开展了非线性光学环形腔锁模光纤激光器的研究。在分析非线性环形镜锁模原理的基础上，设计了激光锁模的光路结构，其中腔长为87m，锁模重复频率为2.3MHz。在此基础上，我们进行了非线性光学环形腔锁模掺镱全保偏光纤激光器实验。得到的锁模脉冲的中心波长为1036.8nm，光谱宽度为0.2nm。在泵浦功率为543mW的情况下，锁模输出的最大功率为48.8mW。