高重复频率超短激光脉冲在光纤通信、高精度材料处理、非线性频率变换等方面具有广泛的应用。稀土掺杂光纤具有很宽的增益谱，利用锁模光纤激光器能够产生高重复频率超短脉冲。但是光纤芯径较小，非线性作用强，特别是克尔等非线性作用易导致脉冲分裂，影响脉冲能量的提高。因此如何在光纤介质中获得高能量超短脉冲是一个研究热点。论文采用理论模拟和实验研究相结合的方法，研究了正色散介质中超短脉冲产生和放大技术，以获得大能量的超短脉冲输出。　　 模拟了包含超高斯增益系数滤波的分布增益非线性薛定谔方程，研究了短脉冲在有限增益带宽指数下降和上升光纤放大器中的自相似演化行为及其差异。研究表明短脉冲在输入到低初始增益系数，低增益系数变化率的放大器中具有较大的增益，有利于获得大能量的抛物线脉冲输出。对于相同输入条件，脉冲在指数上升的放大器放大时比指数下降的放大器不易受带宽限制，容易获得高能量抛物线脉冲。较小的输入脉冲，放大器临界长度较长，输出抛物线脉冲能量较高。　　 理论和实验上对全正色散光纤激光器进行较为系统的研究。在理论上数值模拟了全正色散光纤激光器，获得了不同类型的脉冲输出，进一步在实验上搭建了全正色散耗散孤子光纤激光器。研究了输出耦合比不同对耗散孤子激光器的影响。在此基础上又搭建了基于空间光路的锁模光纤激光器，并进一步进行了优化。介绍了脉冲测量的自相关技术，并自行搭建了一套自相关脉冲测量仪，通过此自相关测量仪可以测定10fs-50ps脉冲的强度自相关和干涉自相关曲线。　　 实验研究了相同脉冲在相同泵浦功率、不同泵浦方式自相似放大的区别，并做了相关比较。此后，又搭建了全光纤高功率的脉冲放大系统，对脉冲功率进行了有效提升。针对功率放大时出现的热损伤问题提出了相关的解决方案。　　 以上研究成果对提高超短脉冲能量具有实际的参考价值。