相比传统固体激光器，光纤激光器具有散热容易、单程增益高、光束质量好等多方面的优势。在过去的几十年，大量的有关锁模光纤激光器的研究工作集中在1μm和1.55μm的掺镱和掺铒光纤激光器上。由于在国防、医疗、环境检测、测距和遥感等多个领域有非常重要的应用，2微米眼安全波段的掺铥(Tm）光纤激光越来越受到科研工作者的关注。首先，通过非线性频率变换，可以利用该波段激光作为泵浦源，获得在国防领域有着极为重要应用的3-5微米中红外光。3-5微米波段激光不但在光电对抗方面有重要价值，而且还是大气的另一重要“窗口”，该波段和多数分子的转动、振动能级及特征指纹谱对应，在物理学、化学、材料科学等国民经济和前沿科学研究方面有重要应用前景。其次，掺Tm光纤的增益带宽超过300nm (~1.7-2.1μm)，非常适合通过锁模产生高峰值功率超短脉冲激光。此外，2μm波段激光在激光雷达等方面有重要应用。基于半导体可饱和吸收体（SESAMs）的锁模光纤激光器具有环境稳定性高，易于自启动等优点，已经成为被动锁模的研究热点之一。本文分别从理论和实验上对掺铥调Q以及掺铥锁模光纤激光器进行了研究。1.理论方面，利用分布傅立叶方法对两种非线性薛定谔方程传输模型进行求解，在2μm波段，研究了在掺铥光纤激光器中脉冲的一些特点，验证了利用SESAMs在掺铥光纤激光器中实现单脉冲、多脉冲、正色散耗散孤子以及多种束缚态孤子等的可能性。并指出，多脉冲的机制可以是脉冲分裂，也可以是色散波整形，并指出，为减小光谱边带的影响，应尽量减小腔长。2.实验方面，首先搭建了一台驻波腔激光器，利用792nm的尾纤输出的半导体激光器作为泵浦源，利用SESAMs作为主要的脉冲启动装置，研究了掺铥调Q激光器的一些特点，结果显示，随着泵浦功率的升高，调Q脉冲宽度逐渐减小，重复频率逐渐增加，脉冲能量也逐渐增加。3.在腔内无色散管理，即全负色散机制下，利用调制深度为26％的SESAMs，得到了中心波长为2025nm，光谱宽度（FWHM）约5nm，重复频率为11.5MHz的锁模脉冲，其平均功率为800mW，因而单脉冲能量可达54nJ。用自相关仪测得脉冲宽度为800ps。在缩短腔体长度的情况下，得到了调Q锁模脉冲，因此我们认为，腔长对于脉冲形式有重要影响。实验中所得锁模脉冲具有四个特点：大能量、宽脉宽、窄谱宽以及大啁啾。且所得脉冲能量是截止目前在无色散管理情况下，锁模掺铥振荡器中所获得的最高单脉冲能量。4.为优化实验结果，在腔内加入一段色散补偿光纤后，所得中心波长位于1990nm附近，光谱宽度可达10.2nm，此时脉冲的平均功率为1.1W，重复频率为7.85MHz，从而计算得到的单脉冲能量提高到140nJ。理论上可支持580fs的傅立叶极限脉冲。截至目前，这是被动锁模掺铥光纤振荡器中所得到的最大脉冲能量。