被动锁模光纤激光器由于具有脉冲宽度窄、峰值功率高、结构简单、成本低等优点被应用于光通信与光传感、精密制造、生物显微成像、军事国防和航空航天等诸多领域。随着研究的深入,被动锁模光纤激光器的新型锁模机制和多样的脉冲特性引起了人们的广泛关注。本文主要对被动锁模光纤激光器及脉冲特性进行了理论模拟和实验研究。理论上数值模拟了多种锁模脉冲类型的产生,分析了腔内参数对脉冲类型的影响;实验上分别在正、负色散条件下搭建了2H-Mo Te2、氧化石墨烯（GO）、非线性偏振旋转（NPR）和“9”字型腔光纤激光器,获得了多种脉冲输出类型,对输出脉冲特性进行了分析。本文的主要内容包括:一、绪论。介绍了被动锁模光纤激光器的研究背景及意义,对相应的锁模机制、锁模脉冲状态和时间拉伸色散傅里叶变换（DFT）技术进行了详细阐述。二、建立了被动锁模光纤激光器理论模型。介绍了脉冲在光纤中传输的模型,给出了非线性薛定谔方程以及包含增益项的金兹堡-朗道方程;讨论了三种可饱和吸收体（SA）的理论模型,给出了可饱和吸收体透过率曲线,并分析了不同参数对透射率的影响。三、被动锁模光纤激光器的数值模拟。建立了正色散真实可饱和吸收体和负色散NPR锁模光纤激光器模型,理论上获得了传统孤子、耗散孤子（DS）、耗散孤子共振（DSR）、多脉冲、类噪声脉冲（NLP）、呼吸孤子和孤子爆炸状态七种不同脉冲类型;讨论了腔内参数对锁模脉冲输出特性的影响,给出了在正色散区的脉冲类型分布图;模拟了Mamyshev振荡器,讨论了腔内脉冲演化过程和滤波器对脉冲状态的影响。四、负色散掺铒锁模光纤激光器实验研究。使用2H-MoTe2材料做可饱和吸收体进行锁模实验,获得了类噪声脉冲输出;使用氧化石墨烯材料做可饱和吸收体进行锁模实验,在短腔中获得了孤子和多脉冲输出,并用色散傅里叶变换技术测量了孤子光谱演化过程,在长腔中获得了孤子雨脉冲输出;在NPR锁模实验中,在短腔中获得了孤子、多脉冲和呼吸孤子脉冲输出,利用DFT技术观察了光谱和时域演化过程,在长腔中获得了DSR锁模脉冲输出。五、正色散掺镱锁模光纤激光器实验研究。基于2H-MoTe2可饱和吸收体进行了调Q实验研究,脉冲重复频率范围为58.7 k Hz-1.54 MHz;在全保偏“9”字型腔光纤激光器实验中,通过角度熔接和拉伸光纤获得了脉宽和峰值可调的方波脉冲输出;进行了NPR锁模光纤激光器滤波和主振荡功率放大（MOPA）实验,当种子源为DS脉冲时,研究了锁模脉冲建立过程及脉冲输出特性,获得了1024nm锁模脉冲输出。