近年来,波长位于3μm和可见光波段（尤其是660 nm与550 nm）的高功率光纤激光器凭借其在生物医疗、材料加工、气体检测等方面的广泛应用,成为了科研工作者研究的热点领域。本文主要从理论和实验两个方面研究了 3 μm波段的高功率脉冲光纤激光器和可切换红绿光光纤激光器。主要的研究工作可以分成以下四点:1.通过对离子跃迁理论的研究,结合速率方程、功率传输方程、时域上被动调Q情况建立了 3 μm波段基于掺Er³⁺ZBLAN光纤的被动调Q脉冲激光模型。对模型进行数值求解,研究了光纤长度、光纤掺杂浓度对阂值泵浦功率和输出激光斜率效率的影响,同时也研究了泵浦功率对被动调Q脉冲的重复频率、脉冲宽度的影响。研究的结果表明,当光纤长度为3.2m,掺杂浓度为6-7.5mol.%时可以得到最优的阂值泵浦功率和斜率效率。随着泵浦功率的增加,被动调Q脉冲激光的重复频率线性增加,而脉冲宽度呈现出先减小而后缓慢趋于平缓的趋势。2.在仿真理论的基础上,搭建了基于可饱和吸收镜（SESAM）和掺Er³⁺ZBLAN光纤的被动调Q脉冲光纤激光器。实验中,采用浓度为7mol.%,长度为3.1m的掺Er³⁺ZBLAN光纤作为增益光纤,采用976nm的半导体激光器（LD）作为泵浦源,SESAM作为调制器件。在泵浦功率为18.7 W时候,得到了平均功率为3.01 W,重复频率为278.5 kHz,脉冲宽度为0.45μs,脉冲能量为10.82μJ,峰值功率为24.45 W的被动调Q脉冲。此时脉冲激光对应的中心波长是2798.8 nm,半高全宽（FWHM）为0.27nm,斜率效率为17%。3.搭建了基于Fe²⁺:ZnSe晶体和掺Er³⁺ ZBLAN光纤的被动调Q脉冲光纤激光器。实验中,采用7 mol.%掺Er³⁺ZBLAN光纤作为增益光纤,光纤长度为2.75 m。同时使用了双端泵浦结构,两个LD的波长都为976 nm,Fe²⁺:ZnSe晶体作为调制器件。在泵浦功率为16.2 W时候,得到了平均功率为3.51 W,重复频率为369.3 kHz,脉冲宽度为0.274μs,脉冲能量为9.5 μJ,峰值功率为34.69 W的被动调Q脉冲。此时脉冲激光对应的中心波长是2822.3 nm,FWHM为0.26nm,斜率效率为21.4%。4.从离子跃迁角度研究了可切换红绿光光纤激光器的可行性。实验中,采用1.5 mol.%的掺Er³⁺ ZBLAN光纤作为增益光纤,光纤长度为15 m。同时使用了波长为976 nm和2μm的泵浦源,实现了中心波长为548.6 nm的上转换绿光输出,在加入2μm泵浦源之后,得到了中心波长为663.8 nm的上转换红光输出。实验也进一步验证了可切换红绿光光纤激光器的可行性。