超短脉冲以其时域和频域上的特点在科研、医疗、工业、通信、军事等领域具有极其重要的应用，以光纤激光器和光纤CPA放大系统构建的激光系统是获取高功率超短脉冲的主要途径。本学位论文围绕基于光纤传输的高功率超短脉冲产生的关键理论与技术进行研究，主要内容包括:　　基于对脉冲在光纤中传输演化所满足的非线性薛定谔方程的推导和理解，介绍了研究锁模光纤激光器的Master方程和数值模拟两种方法，并利用这两种方法分析、研究了具有不同色散分布的孤子激光器、色散管理孤子激光器、自相似激光器以及耗散孤子激光器的特点。实验验证了色散管理孤子激光器、自相似激光器和耗散孤子激光器的输出脉冲特性，比较各激光器输出脉冲分析了适合于光纤CPA的种子脉冲。　　数值模拟基于耗散孤子种子的CPA系统，研究了展宽器种类和展宽量对脉冲可压缩性的影响并讨论了提高脉冲可压缩性的方法。构建了基于耗散孤子种子的CPA实验系统，实验研究了展宽器和种子脉冲对CPA系统的影响。优化CPA系统并产生出28kW峰值功率的飞秒脉冲，将脉冲耦合进光子晶体光纤获得了一个倍频程的超连续谱。　　以上研究结果对研究设计锁模光纤激光器和光纤CPA系统获取适用于构建低噪声光学频率梳具有重要参考价值。