基于非线性偏振旋转效应的被动锁模光纤激光器因其效率高、可调谐、结构紧凑、可直接输出超短脉冲激光等优点而广泛应用于军事、工业、医疗等诸多领域,并已成为近年来激光领域的一个研究热点。本论文的主要内容包括搭建了一台以掺Yb3+光纤为工作介质的被动锁模光纤激光器并对其输出特性进行实验研究。首先介绍了非线性偏振旋转效应锁模原理以及锁模器件的线性特性和非线性特性的理论分析方法,讨论了由锁模时域方程导出的腔体参数之间的关系。然后利用所搭建的基于非线性偏振旋转原理的被动锁模环形光纤激光器,实验研究了激光器单波长可调谐输出特性,提出了通过对部分腔体光纤施加均匀应力的办法来大大拓宽激光器的波长调谐范围,同时发现了一些与前人理论模拟不符的实验现象,并提出了修正意见。接下来研究了激光系统双波长可调谐输出特性,通过对输出功率的测量,发现不同输出波长的转换效率相差很大,并探讨了泵浦功率对双波长输出的影响。同时也阐述了在非线性偏振旋转被动锁模光纤激光器结构基础上实现多波长输出的原理,并且实现了从双波长到七波长的输出,测量了其泵浦功率区间以及最大输出功率,总结了实现多波长输出的技术要点;另外还实现了激光器的基阶锁模输出,并且对锁模运转迟滞现象做出了合理解释;观察到了激光系统被动谐波锁模输出现象,并对二次谐波的输出特性进行了细致的实验分析,研究了偏振控制状态对二次谐波出特性的影响。通过本论文的研究更深入的认识了基于非线性偏振旋转被动锁模光纤激光器的输出特性,并且发现了一些值得深入研究的现象以及改进激光器性能的一些技术方案,为这一领域的研究做出了自己的贡献。