中红外（3–5μm）波段覆盖了大气传输窗口,同时又是多种分子的特征指纹区,在国防安全、光谱学、生物医学等领域有着广泛应用。在众多中红外激光源中,基于光纤的超连续谱（SC）激光源具有光谱范围宽、光束质量好、灵活紧凑等优点,是当前国际上的研究热点。近年来,采用掺杂氟化物光纤放大器产生中红外超连续谱的方案因结构简单、中红外波段功率占比高等优点受到了广泛关注,但由于缺乏相关的中红外光纤器件,目前该方案只能采用空间耦合结构,丧失了光纤的灵活性和稳定性,也限制了输出功率的提升。实现系统的全光纤化,对该方案走向实用具有重要意义。本文围绕全光纤结构掺铒氟化物光纤放大器中超连续谱的产生展开研究,主要内容包括:1.基于反常色散机制下脉冲在光纤中传输时的非线性效应以及非线性薛定谔方程建立数值模型,对掺铒氟化物光纤放大器中超连续谱产生进行了理论研究,模拟了不同条件下的输出光谱,为后续实验提供指导。2.基于1.5μm波段皮秒脉冲锁模光纤激光器和1550 nm纳秒脉冲半导体激光器,分别搭建了掺铒ZBLAN光纤放大器的皮秒脉冲种子源和纳秒脉冲种子源。采用多级放大-频移方案,级联铒镱共掺光纤放大器、单模光纤、掺铥光纤放大器、ZBLAN光纤,进行超连续谱脉冲放大和“1.5→2μm”“2→3μm”频率变换,最终获得3μm波段的超连续谱种子光,为放大器打下良好基础。3.提出了基于“石英合束器+被动双包层氟化物光纤”的信号/泵浦耦合思路,对3μm波段的信号光与976 nm的泵浦光进行合束并耦合到掺铒ZBLAN光纤放大器中。攻克了双包层石英光纤与双包层ZBLAN光纤、不同参数的双包层ZBLAN光纤之间的关键熔接技术。4.首次设计并实现了基于掺铒氟化物光纤放大器的全光纤中红外超连续谱光源。研究了种子光功率、重复频率等因素对掺铒ZBLAN光纤放大器的影响并进行优化,获得了输出功率4.96 W、光谱范围2.7–4.2μm的超连续谱输出,该结果为目前公开报道的稀土掺杂氟化物光纤放大器输出超连续谱的最高功率水平。