激光锁模技术是产生超短激光脉冲的重要技术手段,在光通信、太赫兹技术、生物医学及军事等诸多领域具有广阔的应用前景。光纤激光器具有技术成熟、体积小、性能稳定等突出优点,因此对各种锁模光纤激光器的研究具有重要的学术意义和市场价值。本文围绕环形腔非线性偏振旋转(NPR-nonlinear polarization rotation)锁模光纤激光器的物理机理与工作特性,对NPR锁模光纤激光器的系统参数对锁模激光输出特性的影响进行了较为深入的理论分析与数值仿真研究,并搭建了NPR锁模光纤激光器实验系统,得到了一些有意义的研究结果。论文的主要内容如下：(1)根据光纤放大器和非线性光纤光学的基本理论建立了环形腔NPR锁模光纤激光器的理论模型。同时,分别采用行波速率方程模型与分步傅里叶方法建立了光信号在放大器与光纤中传输演化的数值分析模型。(2)建立了环形腔NPR锁模光纤激光器的Matlab数值仿真程序,并应用所建立的数值仿真程序对环形腔NPR锁模光纤激光器内锁模脉冲的形成过程以及偏振态控制对锁模激光脉冲的影响进行了详细的数值仿真研究。(3)采用普通EDFA、光纤起偏器和偏振控制器搭建了NPR锁模光纤激光器的实验系统,在不同腔长下得到了重复频率分别为4.3MHz和1.78MHz的稳定锁模激光脉冲输出。同时对增加腔长以增强非线性旋转效果从而降低锁模阈值的问题进行了实验研究。(4)搭建了基于保偏EDFA和偏振控制器的NPR锁模光纤激光器实验系统,得到了重复频率为1.79MHz,3dB谱宽约0.3nm的锁模激光脉冲输出。实验发现通过调整偏振控制器的状态可以实现锁模脉冲中心波长在4.5nm范围内的调谐。