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低重复频率（数十kHz）高能量的超短光脉冲广泛应用于微机械加工眼外科手术生物样品检测激光雷达等领域，是国内外的研究热点之一通过简单延长腔长实现的长腔（超长腔）被动锁模光纤激光器，正是获得该类光脉冲的非常有效的光源本文主要对长腔被动锁模掺铒光纤激光器进行了理论分析与实验研究，具体内容如下：1基于非线性偏振旋转（NPR）的长腔被动锁模掺铒光纤激光器研究（1）理论分析了基于NPR的锁模方程与腔内各参数之间的关系；（2）当输出耦合比为80:20时，实验获得了重复频率为50.92kHz单脉冲能量为45.17nJ的稳定的基阶锁模脉冲输出；（3）当只改变泵浦功率或者偏振控制器时，分别观察到最高6阶11阶被动谐波锁模现象；（4）基于NPR与EDFA进行锁模，实验获得了重复频率为50.76kHz单脉冲能量为27.97nJ的稳定的基阶锁模脉冲输出，并观察到7阶被动谐波锁模2基于半导体光放大器（SOA）中NPR的长腔被动锁模掺铒光纤激光器研究（1）理论分析并数值模拟了基于半导体光放大器的非线性偏振旋转效应进行被动锁模的可行性；（2）当SOA的注入电流为112.7mA，EDFA的输出功率为22mW时，实验获得了重复频率为50.72kHz单脉冲能量为33.12nJ的稳定的基阶锁模脉冲输出；（3）改变SOA的注入电流和EDFA的输出功率，观察到最高24阶被动谐波锁模3基于非线性光纤环形镜（NOLM）的长腔被动锁模掺铒光纤激光器研究（1）理论分析了包含一个50:50的耦合器一段普通单模光纤和一个偏振控制器的新型NOLM的锁模机制；（2）实验获得了重复频率为48.88kHz单脉冲能量为87.97nJ的稳定的基阶锁模脉冲输出4基于半导体可饱和吸收镜（SESAM）的长腔被动锁模掺铒光纤激光器研究（1）理论分析并数值模拟了基于SESAM的长腔被动锁模掺铒光纤激光器；（2）当泵浦功率为112.3mW时，实验获得了重复频率为50.86kHz单脉冲能量为2.95nJ的稳定的基阶锁模脉冲输出，并观察到最高38阶被动谐波锁模