空间激光通信具有传输容量大、抗电磁干扰、机动性强等优点,是未来空间带宽信息传输的重要手段,它不但在航天测控、空间试验、导航定位、航空传输等方面具有巨大应用潜力,还可以用于宽带接入、应急通信、光纤备份、军事保密通信及地域环境、成本受限等通信场。2μm波段是人眼安全波段和低损耗大气光传输窗口。目前这一波段的半导体激光器尚不成熟,而掺铥光纤激光器工作于2μm波段,因此利用掺铥光纤激光器进行大气通信具有广阔的发展和应用前景。通常激光器线宽决定可调制的信号速率,输出光功率和光谱的波动会引发接收端幅度噪声的积累,导致接收端误码率的恶化,因此高稳定性、窄线宽、多波长可调谐是拓宽当前光纤激光器应用领域的研究热点。由此,本文提出一种基于数字微镜器件(DMD)的2μm波段高精度可调谐掺铥光纤激光器。论文主要研究工作如下:根据二维光栅标量衍射理论,建立了 DMD衍射物理模型,分析了不同型号DMD在2μm波段下的光学衍射特性随像素大小、微镜倾角等物理量之间的关系,最终确定了单像素尺寸13.68 μm,微镜倾角±12°的0.7"DMD在2μm波段满足近闪耀条件和衍射光束沿原路返回构成闭环的必要条件。以掺铥光纤作为激光增益介质,从铥离子的能级结构出发,分析了3H6→3H4泵浦方案下的激光产生。根据掺铥光纤激光器的速率方程和传输方程理论,用Matlab软件对掺铥双包层光纤激光器进行建模仿真,分析了不同参数对激光输出的影响,确定了在本实验器件参数下最佳掺铥光纤长度为4.5m。并在此基础上,我们搭建了掺铥光纤放大器系统,分析放电强度、放电时间、放电次数对双包层掺铥光纤熔接质量的影响,最终放大器获得了2μm波段附近230 nm带宽的自发辐射谱。最后,我们利用Zemax软件对基于DMD的2μm波段高精度可调谐掺铥光纤激光器的体光学单元设计优化,并搭建了激光系统。实验结果表明,该激光器可以在1930nm-2000nm波长范围内自由调谐和激射输出,调谐精度小于0.1 nm,输出激光的3dB线宽小于0.05 nm(受制于光谱仪分辨率0.05 nm),边模抑制比均大于40 dB。在室温条件下,激光器在1小时内最大功率涨落为0.1 dB,最大波长漂移小于0.05 nm。本研究工作可用于未来大容量空间激光光通信系统。