本论文主要集中于飞秒掺钛蓝宝石激光的产生、脉冲展宽、超连续谱的获得和被动同步研究。内容包括采用新型被动同步方案和结构所实现的两束飞秒钛蓝宝石激光的亚飞秒被动同步；首次采用(O)ffner展宽器获得的脉冲双倍展宽；采用啁啾镜补偿色散方式产生的超宽光谱的飞秒脉冲；采用半导体可饱和吸收镜辅助锁模方式实现的皮秒量级的钛蓝宝石激光；本论文同时提出了一种简单的自相关仪结构，能够方便的实现对飞秒脉冲的准确测量。 本论文工作的主要内容和取得的创新结果主要有以下几个方面： 1.采用新型被动同步方案，通过增强互相位调制作用实现了两束飞秒钛蓝宝石激光的同步。其同步精度优于0.4fs，单端输出功率达1.3W，同步可持续8小时以上。是迄今为止输出功率最高、最稳定的被动同步激光器。我们同时对同步脉冲的载波包络相移进行了研究，得到了信噪比最高达50dB的拍频信号。 2.对(O)ffner展宽器的色散进行了详细的理论分析。在实验上采用在传统(O)ffner展宽器的基础上追加一对爬高镜的二次展宽技术，通过灵巧的光路设计，使(O)ffner展宽器在相同尺寸的情况下，其展宽能力提高了2倍。我们用此改进结构将19fs的超短脉冲无色差展宽到了605ps，为超高峰值功率的飞秒放大提供了良好基础。 3.通过啁啾镜补偿腔内色散技术，利用空气微调腔内色散获得了超宽光谱的飞秒脉冲，其光谱可从570nm延伸至1060nm，接近一个倍频程。我们并且采用紧凑的环形腔结构获得了重复频率为1.2GHz的飞秒脉冲。 4.采用SESAM辅助锁模，在腔内分别为正色散及负色散的情况下获得了窄带的锁模光谱，其光谱宽度为2.2nm，1.8nm，对应的脉宽分别为1ps和20ps。 5.提出一种新结构的干涉自相关仪，比较测量了自建飞秒钛蓝宝石激光输出的脉冲宽度，结果表明这种新自相关仪不仅具有简单实用的结构，而且具有高的测量精度。