超短脉冲光纤激光器在近几年得到了快速发展,广泛应用于医疗,器件加工,生物研究及军工等。石墨烯、碳纳米管、拓扑绝缘体、锑烯、硅烯、黑磷以及新近出现的过渡金属硫化物等二维材料由于其优越的光电性能和非线性特性引起科研人员的广泛关注。最近,SnSe₂和WSe₂等新型硒化物由于其自身独特的光电特性、超快的弛豫时间和较宽的吸收光谱等特点,作为短脉冲光纤激光器可饱和吸收体的研究引起研究人员的极大兴趣,展示出了较大的应用潜力。本文主要完成了以下几个方面的研究内容:1.概述了调Q和锁模光纤激光器的发展历程,介绍了短脉冲光纤激光器的工作原理,详细解释了可饱和吸收体被动锁模方式。研究了光孤子的产生、分类以及Kelly边带的产生。2.进行了基于WSe₂的被动谐波锁模光纤激光器实验研究。采用化学气相沉积的方法制备WSe₂纳米片,将WSe₂分别转移到光纤端面和拉锥光纤锥区,制作成为光纤集成可饱和吸收器件,嵌入谐振腔中,进行激光实验。实验获得中心波长1554.3nm,脉宽3.6 ns,重复频率为1.98 MHz的孤子脉冲输出,最大平均功率为8.6 mW。通过调节偏振控制器和泵浦功率,实现了278阶的谐波锁模输出,为目前报道的利用WSe₂获得的最高阶数的谐波锁模输出。3.基于SnSe₂设计搭建了被动锁模掺Er光纤激光器。首先采用旋涂法制备了SnSe₂纳米片,并通过SEM、TEM、XRD和Raman spectra等测试工具和手段对其材料特性进行分析。实验测得其调制深度为20.67%,可饱和吸收光强3.53 MW/cm²。基于制备的SnSe₂纳米片,实现了掺Er光纤激光器的被动锁模,得到中心波长1563.4nm,最短激光脉冲宽度为276 ps的孤子脉冲输出。脉冲序列的重复频率为15.03MHz,平均输出功率为14.7 mW。通过调节偏振控制器和泵浦功率,实验中分别得到了不同阶数的谐波锁模脉冲序列。研究表明,SnSe₂具有良好的可饱和吸收特性,可以作为光纤激光器的被动锁模元件。4.搭建了基于石墨烯作为可饱和吸收体的可调谐多波长调Q光纤激光器。设计了由单层石墨烯、PMMA薄膜和拉锥光纤构成的可饱和吸收体及波长调谐装置,基于该装置,激光器可以实现从1551.2 nm到1564.6 nm的波长可调谐调Q激光输出,调谐范围达13.4 nm。激光器最大输出功率为8.12 mW时,调Q脉冲宽度为4.68μs,重复频率为29.01 kHz。该系统结构简单、成本低、调谐范围广且输出稳定。