日益增长的高精度微加工市场对激光器的峰值功率和重复频率提出了更高的要求，传统的纳秒脉冲激光加工已无法满足精细加工的要求。具有成本低、稳定性高、高增益放大的皮秒脉冲光纤激光器引起了人们的广泛关注。本文对基于皮秒微片激光器掺镱光纤放大激光器进行了理论和实验研究。论文的主要内容包括以下几个方面:　　1.简述了激光器的发展史，超短脉冲激光器在汽车制造业、LED晶圆划片行业、太阳能光伏行业的应用，光纤激光器的优点。对微片激光器的发展状况做了综述。　　2.在介绍Nd∶YAG、Cr∶YAG能级结构、光谱特性的基础上，对Cr∶YAG的被动调Q原理作了简要的分析，并通过速率方程对Cr∶YAG微片激光器的调Q技术作了理论分析。搭建了微片激光系统，实验研究了温度对808nm泵浦激光二极管输出波长的影响、泵浦功率对微片激光平均输出功率和重复频率的影响特性。　　3.在介绍Yb3+离子能级结构、光谱特性和双包层光纤特性的基础上，建立了掺镱光纤放大模型。搭建三泵浦掺镱双包层光纤放大器，最终获得平均功率为8W，重复频率为32.5kHz，脉冲宽度为276ps，中心波长为1064nm的皮秒脉冲激光，光束质量M2＜1.5。　　4.从增益光纤、带通滤波器、隔离器的隔离度及微片激光器系统结构对影响皮秒脉冲光纤激光器稳定性的因素作了实验探讨，得出后向ASE光返回影响了微片激光系统稳定性是导致激光器功率不稳定的主要原因，并通过在微片激光系统中加入1064nm、45度反射镜，使激光器不稳定度达到了3％以下。　　5.对光纤的熔接质量、机械结构及其稳定性、光学器件的固定方式对激光器稳定性的影响做了实验分析，最终改进了激光器的生产工艺，提高了激光器的稳定性。