工作在2μm波段的纳秒级脉冲掺铥激光器在激光雷达、光电对抗等领域有着广泛的应用需求,而全光纤化结构的脉冲掺铥光纤激光器以其结构紧凑、可维护性好等优点成为当前的研究热点,国内外的实验研究表明,以波长在1.55μm附近的脉冲光纤激光器作为泵浦源的的增益开关掺铥光纤激光器是目前实现全光纤化脉冲掺铥光纤激光器的最好方式。本文对脉冲掺铒光纤放大器及其泵浦的增益开关掺铥光纤激光器进行了理论和实验研究。理论上,首先详细介绍了脉冲掺铒光纤放大器的理论模型,基于该模型分别在低重频和高重频两种工作条件下讨论了放大器参数对工作特性的影响,在低重频下推导了脉冲能量在掺铒光纤放大器中的演化方程,并利用该方程分析了泵浦功率和增益光纤长度对放大器输出的影响,对于高重频情形采用有限差分法求解模型方程,分析了输入脉冲重频和能量对输出的影响。其次,对增益开关掺铥光纤激光器的动力学过程进行了分析,重点研究了泵浦脉冲参数和谐振腔参数对增益开关输出的脉冲宽度和建立时间的影响。实验上,进行了以脉冲调制的1.558μm半导体激光器作为种子源的两级单模掺铒光纤放大器的实验,对第一级放大分别采用了了单程和双程两种结构,获得的最高输出平均功率分别为20.4mW和25.7mW,第二级放大采用同向泵浦单程放大结构,在增益光纤长度为3m,泵浦功率为400mW的情况下,重频为5KHz时获得的最大输出能量为18μJ,斜率效率约为22%。然后利用两级脉冲掺铒光纤放大器的输出泵浦掺铥光纤进行了增益开关实验,在波长为1.94μm处获得了重频为5kHz、脉宽为80ns、单脉冲能量为0.5μJ的稳定脉冲输出。