超短脉冲掺镱光纤激光器具有小型化、结构紧凑、无需冷却等优点,是光纤技术领域一个活跃的研究方向。基于非线性偏振旋转效应的被动锁模技术不仅能够实现超短脉冲输出还能得到较高的峰值功率,是实现高峰值功率超短脉冲输出的重要技术手段。本文针对基于非线性偏振旋转锁模技术的超短脉冲环形腔掺镱光纤激光器进行了理论及实验研究。　　 本文的主要研究内容如下:1.环形腔掺镱光纤激光器的理论研究介绍了Yb3+的能级结构及光谱特性,在忽略自发辐射情况下,从四能级结构速率方程出发,推导出掺,Yb3+环型腔光纤激光器斜率效率、阈值功率等解析表达式。在无腔损耗和有腔损耗两种条件下,讨论了掺Yb3+光纤激光器环形腔的锁模阈值、斜率效率、输出功率等脉冲输出参数与环形腔激光器结构参数之间的关系。分析了激光器腔内各种非线性效应对锁模脉冲特性的影响,建立了时域锁模理论模型。结合所建立的模型,从脉冲在环型腔内传输光的偏振特性着手对锁模脉冲的稳定性进行了分析。　　 2.超短脉冲环形腔掺镱光纤激光器的实验研究完成了超短脉冲环形腔掺镱光纤激光器中关键元器件的参数检测。并根据检测数据,在理论分析的基础上,设计了超短脉冲环形腔掺镱光纤激光器的腔型结构。完成了连续激光输出、调Q锁模激光输出、锁模激光输出三种状态的实验研究,并在此基础上分析了产生这三种激光输出状态的原因。改变耦合器的位置、掺Yb3+光纤长度、输入输出耦合比等实验参数,进一步研究了激光腔结构参数变化对输出激光的影响。进一步优化腔型结构,得到了中心波长为1040mn、光谱3dB带宽为12nm、脉宽50ps、重复频率为40MHz、输出功率为200mW、斜率效率为40％的长时间稳定锁模脉冲。　　 通过以上理论及实验相结合的研究方法,对超短脉冲环形腔掺镱光纤激光器的结构参数进行了优化,所得实验结果与理论分析具有一致性。