被动锁模光纤激光器为超短激光脉冲的产生提供了一个理想的平台，无论在工业技术领域还是基础科研领域都有巨大的应用价值。为了实现被动锁模，在光纤激光器中，可饱和吸收体是一个很关键的器件。与类可饱和技术相比，利用真实可饱和吸收体在光纤激光器中产生稳定的超短脉冲是最为简单有效的方式。近几年来，随着材料科学技术的迅速发展，研究者们发现了有几种纳米材料（如碳纳米管、石墨烯、拓扑绝缘体等）在光波段具有非线性可饱和吸收效应，并且利用他们成功地产生了锁模和调Q脉冲，提高了被动光纤激光器的性能，大大地推动了光纤激光技术的发展。因此纳米材料在激光器中取得的成果，为寻求新的具有可饱和吸收特性的纳米材料提供了动力。另一方面，金纳米棒是一种新兴的具有明显可饱和吸收特性的一维的等离子体金属纳米材料，其独特的电学、光学、等离共振特性，引起了研究者的极大兴趣。由于金纳米材料具有更高的非线性系数、良好的光纤兼容性、超快的响应时间、易于制备等优点，金纳米棒成为制备高性能可饱和吸收体的理想材料，因此将其应用于光纤激光器中，探索其激光功能特性，对激光技术的发展具有现实意义。本文开展了高性能金纳米棒可饱和吸收体的研制及其在脉冲光纤激光器中的应用研究，主要内容包括:　　(1)合成出合适长径比的金纳米棒和金纳米棒/二氧化硅核壳结构复合纳米材料。金纳米棒具有两个表面等离激元共振吸收带，横向表面等离激元共振吸收带和纵向表面等离激元共振吸收带，其中纵向表面等离激元共振吸收峰的位置可以通过改变金纳米棒的长径比在可见-红外的波长范围内进行调节。实验中通过改进的晶种法，合成出合适长径比的金纳米棒和金纳米棒/二氧化硅材料，使其吸收带可以覆盖至红外波段，满足掺铒和掺镱光纤激光器的工作要求。　　(2)研究了基于金纳米棒可饱和吸收体的被动调Q光纤激光器。利用悬涂/蒸发法制备出基于聚乙烯醇聚合物的薄膜型金纳米棒可饱和吸收体，在掺铒光纤激光器中实现了稳定的调Q脉冲和调Q锁模脉冲输出，并且引入可调谐带通滤波器，实现了波长可调谐的调Q脉冲输出。在掺镱光纤激光器中，首次实现了1.0μs波段的Q开关操作，并通过调节腔内双折射，获得了双波长可切换调Q脉冲输出。　　(3)研究了基于微纳光纤/金纳米棒可饱和吸收体锁模的掺铒光纤激光器。为了缓解光热效应对金纳米棒可饱和吸收体的影响，提出了新型的基于微纳光纤的金纳米棒可饱和吸收体，通过倏逝场与金纳米棒相互作用的机制，大大提高了金纳米棒可饱和吸收体的性能。利用该金纳米棒可饱和吸收体，在光纤激光器中获得了飞秒脉冲的产生，锁模脉冲的脉宽为～887 fs，表明金纳米棒材料在超快光纤激光器领域有着巨大的潜力。　　(4)研究了金纳米棒光纤激光器中的非线性孤子动力学特性。利用微纳光纤/金纳米棒可饱和吸收体优越的可饱和吸收性和显著的非线性，在掺铒光纤激光器中获得了孤子簇、孤子分子以及孤子流等五种不同多孤子状态，分析并讨论了不同类型多孤子产生的机制。　　(5)研究了基于金纳米棒/二氧化硅核壳结构纳米材料锁模的掺铒光纤激光器。为了保护金纳米棒免于光热效应引起的损伤，在金纳米棒表面包上一层二氧化硅壳层，利用纳米棒表面的二氧化硅壳层来预防金纳米棒的热形变。因此，我们提出了新型的金纳米棒/二氧化硅材料可饱和吸收体。利用金纳米棒/二氧化硅材料可饱和吸收体，在光纤激光器中获得了379 fs超短锁模脉冲。另外，简单调节偏振控制器，在掺铒光纤激光器的1535.6 nm和1560.5 nm波长处还获得了波长可切换飞秒锁模脉冲。