被动锁模光纤激光器因为其结构简单,可集成度高、散热性能好等因素得到了研究人员的广泛关注,并被广泛应用于光纤传感、材料加工、激光雷达的等领域。本文分别从理论和实验两个方面对可输出特殊形状脉冲的被动锁模掺铒光纤激光器进行了研究。理论上,通过数值求解描述光脉冲在光纤中传输的偏微分方程,研究了耗散孤子共振（DSR）方波脉冲和类噪声（NL）方波脉冲的形成机制和演化过程;实验上,利用基于非线性光纤环形镜（NOLM）锁模的掺铒光纤激光器,分别获得了DSR方波脉冲、NL方波脉冲、“台阶”型脉冲和“h”型脉冲,并对它们的输出特性进行了研究。本文的具体工作内容如下:1.利用傅里叶谱方法求解了复立方-五次方金兹堡-朗道方程,对正常色散区和反常色散区DSR方波脉冲的演化进行了数值模拟,重点研究了非线性增益对DSR方波脉冲的影响。利用改进的分步傅里叶法求解了复金兹堡-朗道方程,模拟了传统孤子和孤子塌陷的演化过程,分析了NL脉冲的形成机制,并通过数值模拟研究了NL方波脉冲的产生。2.基于NOLM技术搭建了锁模掺铒光纤激光器,采用色散管理方案分别在反常色散区和正常色散区获得了稳定的DSR方波脉冲输出,验证了DSR方波脉冲对色散的不敏感性。研究了不同色散区DSR方波脉冲的输出特性,在泵浦功率为481.2 m W的条件下,反常和正常色散区DSR方波脉冲的最大时域宽度分别为33 ns和34.3 ns,单脉冲能量分别为12.4 n J和9.42 n J。3.基于NOLM技术搭建了锁模掺铒光纤激光器,分别获得了基频波和谐波NL方波脉冲,并研究了它们的输出特性。在此基础上实现了“台阶”型脉冲输出,并分析了其形成机制。利用掺铒光纤放大器（EDFA）研究了NL方波脉冲的放大特性,所得基频波、二次谐波和三次谐波NL方波脉冲的最大平均功率分别为21.6 m W、34.0 m W和38.6 m W。4.利用可调谐滤波法对基频波NL方波脉冲的啁啾特性进行了测量,结果表明这种脉冲的啁啾是随机的和无规则的。在啁啾测量的基础上,采用光谱滤波的方式对NL方波脉冲进行了脉冲整形,在长波长处获得了顶部平坦的方波脉冲,而在短波长处获得了“h”型脉冲,并研究了不同光谱分量对脉冲的影响。