超短激光脉冲光谱宽、脉冲宽度窄及高峰值功率等一系列显著优点使其有很高的研究和应用价值,目前,超短激光脉冲已经在微加工、医疗、通信、微观探测等许多领域取得了广泛应用。相比固体激光器,光纤激光器成本低、结构紧凑并且有很好的散热效果。工作在反常色散区的被动锁模激光器能够实现稳定的锁模脉冲输出,但光纤中积累的非线性相移限制了脉冲能量,使得传统的孤子锁模光纤激光器脉冲能量降低,提高脉冲功率会导致脉冲分裂现象。提高脉冲能量的有效方法是让激光器工作在正常色散区,通过对脉冲进行展宽来降低峰值功率,从而达到减小非线性相移的目的。本文主要研究工作在正常色散区的被动锁模光纤激光器,具体工作如下:首先,为比较工作在正常色散区和反常色散区的被动锁模光纤激光器的脉冲输出特性,设计了工作在1550nm的孤子锁模光纤激光器、色散管理孤子锁模光纤激光器以及自相似脉冲锁模光纤激光器,通过数值仿真简要对比三者在脉冲宽度、脉冲能量及峰值功率等主要参数方面的差异。数值结果得出工作在正常色散区的自相似脉冲锁模激光器的确有利于获得较高能量的脉冲。其次,本文设计了工作在1060nm的全正常色散掺镱锁模光纤激光器,详细分析了激光器脉冲输出特性。研究了色散、非线性、小信号增益系数及腔长等参数对输出脉冲宽度、脉冲能量、峰值功率的影响。最后,针对正常色散锁模光纤激光器,由于滤波器在脉冲演变过程中起到关键作用,因此有必要研究滤波器对脉冲输出特性的影响。在谐振腔内分别引入带通高斯滤波器和双折射滤波器后,通过数值仿真讨论了初始值是噪声和平滑脉冲两种情况下的脉冲输出特性。进一步改进谐振腔结构及优化腔内参数以实现稳定的锁模脉冲输出。