高重复率飞秒脉冲激光在光频测量、高速光取样和激光测距等方面有重要的应用价值。在产生高重复率脉冲激光的传统方法中，主动锁模需要高频信号发生器和相位（或强度）调制器，这无疑增加了制造成本和系统复杂性；而被动谐波锁模，相对于基频锁模，会产生较大的时间啁啾和振幅抖动。非线性偏振旋转技术(NPE)由于具有极快的饱和吸收效应，能直接获得百飞秒脉冲激光，而且基于这种技术的锁模激光器可以是全光纤结构，能有效提高抵抗环境干扰的能力。近年来，受益于镱离子掺杂技术的改进与提高，1.0μm高基频重复率非线性偏振旋转锁模光纤激光器获得了迅速发展。但是，受铒离子掺杂浓度的限制，1.5μm方面的发展却十分缓慢。最近，我们研究所成功拉制出净增益高达5.2dB/cm的铒镱共掺磷酸盐玻璃光纤，它是高基频重复率锁模全光纤激光器的理想增益介质。另外，近几年出现的一些新型锁模技术，比如石墨烯锁模技术，它具有超快的恢复时间（200fs左右）、极低的饱和吸收阈值、可控的调制深度等，展示了在高基频重复率方面的巨大潜力。本课题围绕铒镱共掺磷酸盐光纤高基频重复率锁模激光器，进行以下工作：（1）介绍了锁模光纤激光器的基本结构及其锁模原理；实验与理论结合研究了高增益光纤NPE锁模光纤激光器的光谱可调谐特性、自起振特性和光谱边带特性，其中，利用NPE锁模激光器的传输模型分析光谱可调谐特性，利用广义非线性路径平均薛定谔方程分析自起振特性，利用脉冲追踪模型和耦合非线性薛定谔方程对脉冲激光的光谱边带进行数值模拟；实验研究了高增益光纤NPE锁模激光器的调Q锁模特性。（2）对非线性偏振旋转锁模全光纤激光器的结构进行优化，获得了：基频重复率为101MHz、平均输出功率为115mW的飞秒脉冲激光输出；基频重复率为235MHz、脉冲宽度为159fs的脉冲激光输出；基频重复率为174MHz的束缚态飞秒孤子输出。在此基础上，将激光器集成为只含两个器件的非线性偏振旋转锁模全光纤激光器，并获得基频重复率为325MHz、脉冲宽度为105fs的飞秒脉冲激光输出。（3）分别用光学沉积法和石墨烯-聚合物薄膜法制作锁模器，分别获得了锁模脉冲激光输出；利用混合锁模技术，从长度仅为48cm的环形腔中获得了基频重复率为409MHz、脉冲宽度为312fs的锁模脉冲激光输出。