锁模脉冲激光器已有着几十年的丰富发展历史。到目前,它们已经被广泛应用于时间分辨光谱、材料加工和制造、显微生物医学成像、空间计量等领域。飞秒锁模激光器的输出在时域上表现为具有特定重复频率的光脉冲序列。随着近些年对超快激光器噪声理论的深入分析与了解,具有低噪声、低时间抖动的飞秒光纤激光器被用做精密稳定的频率源,可使用于绝对距离测量、远程定时同步、光子模数转换、微波信号产生等领域。获取低时间抖动且具有较高功率的飞秒光纤激光器是近年来超快光学领域的研究热点。本文为研究低噪声、低时间抖动的光纤飞秒激光器,首先搭建了基于饱和吸收材料锁模和非线性偏振旋转（NPR）锁模的掺镱光纤激光器,并研究了它们各自锁模的特性。其中利用单壁碳纳米管（SWCNT）饱和吸收材料和低调制深度的半导体可饱和吸收镜（SESAM,调制深度为18%）锁模的掺镱光纤激光器均没有获得脉冲宽度百飞秒以内的稳定激光输出。进而本文选用调制深度更高的SESAM作为锁模器件。当选取的SESAM调制深度为34%时,获得了光谱带宽大于30 nm,重复频率为42.5 MHz,脉冲射频RF谱信噪比超过75 d B的锁模脉冲。随后还搭建了基于NPR锁模的两台掺镱光纤激光器。经过腔内损耗和色散的优化,获得了光谱带宽均大于90 nm,重复频率均为85 MHz的锁模脉冲输出。经腔外光栅对去啁啾后,测得输出脉冲的宽度为44 fs。利用平衡光学互相关装置测量了以上所述NPR和SESAM锁模光纤激光器的时间抖动。NPR锁模光纤激光器在10 k Hz（锁定带宽）到42.5 MHz（奈奎斯特频率）频率范围内的积分时间抖动值为34 as。SESAM锁模光纤激光器在10 k Hz到22.5 MHz频率范围内的积分时间抖动值为199 as。实验结果表明:这两种锁模光纤激光器都具有超低的时间抖动特性,都可被广泛应用于精密测距、微波产生、光子模数转换等领域。但是,相比较而言,NPR锁模方式的掺镱光纤激光器具有更好的抖动性能,而采用饱和吸收体材料SESAM锁模的掺镱光纤激光器具有较好的稳定性。为了进一步获取具有更高能量的低时间抖动光纤激光器。本文还研究了基于预啁啾管理的非线性脉冲放大技术。详细介绍了如何优化参数（输入功率、预啁啾量、泵浦功率等）以实现更短的时间宽度和更高功率的脉冲激光输出。通过合理设置输入功率和预啁啾,当放大器中使用2.5 m有源光纤时,我们将全正色散锁模光纤激光的输出脉宽压缩到68 fs。同时,当使用3.5m有源光纤时,我们成功地将输出脉冲宽度压缩到58 fs。大约将振荡器输出的脉冲宽度压缩了三倍。此外,我们还证明了经过非线性脉冲压缩后,超短脉冲激光的相对强度噪声（RIN）仍然很低。这种低噪声、中等功率输出的超短脉冲激光可广泛应用于频率梳和多光子成像等领域。