2μm锁模光纤激光器在生物医学、超快光学、激光雷达、材料加工、中红外光谱产生等众多领域具有广泛的应用前景。目前针对2μm锁模光纤激光器主要采用的锁模技术为被动锁模,常用的被动锁模器件主要包括各种可饱和吸收材体(如石墨烯、碳纳米管、黑磷等),然而虽然上述可饱和吸收在一定程度取得了成功,但是由于它们在应用时需制作成“三明治”型、D型以及锥型等器件结构,从而使得光纤激光器整体结构变得复杂、系统集成化程度下降,不利于实际工程应用。本文针对这一问题,提出了一种基于光纤可饱和吸收体(Fiber Saturable Absorber,FSA)的2μm全光纤化被动锁模光纤激光器设计方案。在该方案中,利用FSA不但能很好地实现被动锁模,而且也能体现激光器的全光纤化结构优点,极大地拓展了该类激光器的工程应用范围。但由于该类激光器还存在输出功率较低的问题,为进一步提高2μm被动锁模光纤激光器的输出功率,本文也对基于非线性放大环镜(Nonlinear Amplifying Loop Mirror,NALM)的2μm全光纤化被动锁模光纤激光器展开了研究。通过上述方案的实施,获得了较高输出功率的2μm全光纤化被动锁模光纤激光器,由于该类型光纤激光器具有输出功率高、结构简单、集成化程度高等优点,在实际应用中具有重要的推广价值。本文主要研究内容分为以下三部分:首先,本文通过对2μm被动锁模光纤激光器国内外研究现状的调研,发现目前虽然存在诸多的可饱和吸收体材料,但是由于文献所涉及的材料需要进行特殊结构处理,因而使激光器结构复杂化,提高了运行成本。基于此,本文提出了一种利用FSA实现被动锁模的技术设计方案。该方案在实现被动锁模的同时还能使激光器实现全光纤化运行,因而大大简化了激光器的结构,具有很好的工程应用前景。其次,结合上述的设计方案,在光纤可饱和吸收体锁模理论的基础上,实验实现了一种基于FSA的2μm全光纤化被动锁模光纤激光器。通过合理选择增益光纤、泵浦源、实验器材以及可饱和吸收体,实验获得了中心波长为2010.11 nm,重复频率为3.76 MHz,最大平均输出功率为9.63 mW,功率不稳定性为0.33%,3dB光谱带宽为0.16 nm,脉冲宽度为28.2 ns,频谱信噪比约为37 dB的锁模脉冲输出。该全光纤化光纤激光器虽然已实现了预期的设计目标,但考虑到实际工程应用的需要,仍然可以在输出功率这一关键技术指标上进行提高。最后,针对上述方案中输出功率不能完全满足实际工程需要的问题,通过引入NALM被动锁模理论,设计并实现了基于NALM锁模技术的2μm全光纤化被动锁模光纤激光器。当泵浦功率为0.65 W时,通过调节偏振控制器的偏转角度,获得了中心波长为1956.7 nm,重复频率为2.45 MHz,最大平均输出功率为15.48mW,功率不稳定性为0.79%,脉冲宽度为3.8 ns,频谱信噪比约为44 dB的锁模脉冲输出。与基于光纤可饱和吸收体被动锁模方案对比,功率得到了较大幅度的提高。