超短激光脉冲具有峰值功率高、脉冲宽度窄、光谱宽等一系列优点。在微观世界探测、材料微加工、生物医学等领域有重要应用价值。目前,对基于非线性光纤环形镜、非线性偏振旋转效应、半导体可饱和吸收镜以及纳米材料饱和吸收体的锁模光纤激光器的研究已经取得长足的进展,其中金纳米材料具有较高的非线性系数和超快的响应时间,以及良好的光纤兼容性和易于制备等优点,利用金纳米粒子的饱和吸收特性也可以实现锁模激光脉冲输出,因此金纳米粒子的饱和吸收特性受到了人们的广泛关注,也已经被广泛应用于光纤和固体激光器的锁模技术领域。本文将金纳米粒子饱和吸收体用于环形腔双包层掺镱光纤激光器锁模,获得了低重复频率的纳秒级锁模脉冲激光,并开展了锁模激光脉冲相关特性的测试及分析工作。主要研究内容如下:(1)简要介绍了不同纳米材料饱和吸收体的类型及其基本性能,介绍了材料与光场相互耦合的两种方式,最后介绍了金纳米材料以及基于金纳米饱和吸收体的锁模光纤激光器的发展现状。(2)利用Haus主方程从理论上分析了光纤激光器腔内锁模超短脉冲形成的过程及其影响因素,随后讨论了金纳米粒子的典型光学特性和饱和吸收原理。(3)实验制备了不同浓度的球状金纳米溶液,对纯球状金纳米溶液、球状金纳米与羟甲基纤维素钠混合溶液和金纳米棒溶液的光谱吸收特性进行了表征,之后分别用直接滴涂法和光学驱动沉积法制成光纤连接器式的饱和吸收体,并测试了其饱和吸收特性。(4)实验搭建了基于球状金纳米粒子饱和吸收体的环形腔掺镱光纤激光器,实验研究了光纤连接器式的金纳米可饱和吸收体用于光纤激光器的锁模脉冲特性,对得到的调Q锁模以及连续锁模脉冲基本特性进行了分析,讨论分析了孤子雨等脉冲现象以及多波长锁模的产生机制及其特性。(5)实验搭建了基于金纳米棒可饱和吸收体的掺镱光纤激光器,研究了采用光纤连接器和锥形光纤,基于光学驱动沉积法制备的可饱和吸收体,用于光纤激光器实现了不同锁模脉冲特性,并对实验结果的进行了对比研究。另外对实验中出现的耗散孤子共振脉冲现象及特性进行了分析讨论,对比分析了两种金纳米粒子锁模光纤激光器实验结果。