超快光纤激光具有高峰值功率、高光束质量、高稳定性、结构紧凑等优点,在光通信、光传感、材料加工、国防等领域中具有重要应用前景。超快光纤激光可以通过主动或者被动调制方法实现。相对于主动调制方式,被动锁模激光技术可以提供一种结构简单、性价比高的解决方案。在被动锁模光纤激光器中,可饱和吸收体是实现其锁模操作的核心器件。半导体饱和吸收镜（SESAM）是第一代可饱和吸收体,其应用最为广泛。但是,其存在制备复杂、工作带宽有限、易于损伤等不足。伴随不断增长的稳定、宽波段工作、性价比高、短脉冲激光的应用需求,研究人员一直在探索性能更加优越的可饱和吸收体,同时寻找更加高效、紧凑的激光谐振器设计。目前,基于不同低维材料,譬如零维的量子点、一维的金纳米线、二维材料（石墨烯、黑磷、过渡金属硫化物等）,研究人员已经获得了不同低维材料的非线性光学特性,并实现了基于低维材料的超快光纤激光输出。不过,鉴于材料制备手段的不成熟,以及低维材料相对较低的损伤阈值,常规的低维材料可饱和吸收器件仍不能满足高功率、高集成光纤激光器件的应用需求。本论文基于低维材料易损伤、常规可饱和吸收器件光与材料作用效率低等不足,同时针对宽波段应用需求,研究了二维金属碳化物Ti₃C₂和一维金纳米棒的非线性光学特性,并探索了其在超快激光产生方面的应用潜力。主要工作如下:（1）实验研究了Ti₃C₂的非线性光学特性,并基于倏逝波耦合机制,实现了光通信波段的锁模激光输出。基于Z-scan测量方法,在1560nm波段测试了Ti₃C₂饱和吸收的特性。同时,将Ti₃C₂转移至D形光纤,并引入谐振腔中作为可饱和吸收体,以铒离子高掺光纤作为增益介质,得到了由980nm激光二极管泵浦的掺铒光纤激光器（EDFL）。当泵浦功率达到65mW的阈值功率时,激光器产生了稳定的锁模激光脉冲。当泵浦功率达到150mW时,可以得到锁模激光器的锁模脉冲的中心波长为1572nm,脉冲宽度为210ps,重复频率为8.2MHz以及输出功率为0.492mW。在200mW的泵浦功率下,可获得2.76mW的最大输出功率。实验结果表明,与倏逝波耦合的Ti₃C₂可饱和吸收体可用于在全光纤的EDFL中提供稳定的锁模脉冲序列。（2）首先通过种子介导生长方法制备了实验所需金纳米棒材料。研究了金纳米棒材料的非线性材料特性,并将其放入Z-scan测量平台中,在获得了其在1064nm波段的饱和吸收特性。制备与光纤激光谐振器兼容的金纳米材料D形光纤可饱和吸收体,并将其引入光纤谐振腔中。以镱离子高掺光纤作为增益介质,得到了由980nm激光二极管泵浦的掺镱光纤激光器（YDFL）。当泵浦功率达到150mW的时候,YDFL产生了稳定的耗散孤子脉冲。当泵浦功率达到220mW时,可以得到锁模激光器的锁模脉冲的中心波长为1041nm,脉冲宽度为162.3ps,重复频率为6.649MHz以及输出功率为1.31mW。从以上实验结果看出,与倏逝波耦合的金纳米棒可饱和吸收体可以应用于全光纤的YDFL中,并输出稳定的耗散孤子脉冲。