近年来,超快光纤激光器在精密加工、生物医疗、航空航天和军事国防等诸多领域发挥着至关重要的作用。被动锁模技术是获得超快脉冲的关键技术之一,通常是利用材料的可饱和吸收特性实现的。到目前为止,多种二维材料被发现并应用于可饱和吸收体研究,其中包括石墨烯、过渡金属硫化物（Transition metal dichalcogenides,TMDs）、拓扑绝缘体（Topological insulators,TIs）、黑磷（Black phosphorus,BP）等。为了推进超快激光的发展及扩大先进光子学的研究范围和多样性,探索具有优异非线性吸收特性的新型二维材料是非常有必要的。本论文基于新型二维超快光子学器件对大能量锁模光纤激光器进行了研究,主要内容如下:1.介绍了本工作的研究背景和研究意义,总结了被动锁模、调Q光纤激光器的研究进展,对可饱和吸收体（SAs）的分类以及发展现状进行了介绍和总结。2.阐述了光纤激光器的理论基础,包括光辐射原理、激光产生的条件、脉冲光纤激光器的调Q以及锁模工作原理、制备二维材料常用的几种方法（机械剥离法、液相剥离法以及化学气相沉积法）以及二维材料的非线性光学特性。3.采用液相剥离法（Liquid phase exfoliation,LPE）制备了Cr2Si2Te6-PVA薄膜并制作可饱和吸收体,研究了其非线性光学特性及其在大能量锁模脉冲输出中的应用。测得制备的Cr2Si2Te6-PVA薄膜的调制深度为4.4%,饱和强度为12.51 MW/cm~2。将基于Cr2Si2Te6（CST）的可饱和吸收体（saturable absorber,SA）置入谐振腔中,在泵浦功率为1659m W时,产生中心波长为1558.53 nm、重复频率为1.61 MHz的大能量脉冲,最大平均输出功率为85.54 m W,单脉冲能量为53.03 n J。4.深入研究了多元素材料Pb3Sn4Fe Sb2S14的非线性光学性质和超快光学应用。使用由液相剥离法获得的Pb3Sn4Fe Sb2S14分散液和PVA制备了Pb3Sn4Fe Sb2S14-PVA薄膜,搭建了基于Pb3Sn4Fe Sb2S14-PVA可饱和吸收体的锁模光纤激光器,通过调节偏振控制器,在泵浦功率为200 m W～1550 m W时获得了稳定的锁模脉冲输出。值得注意的是,输出功率与泵浦功率的关系不是线性的,这可能是由自聚焦效应引起的。在泵浦功率为651 m W时,最大输出功率为2.40 m W,对应的单脉冲能量为1.49 n J,锁模脉冲宽度为39.91 ns,脉冲间间隔为610 ns,脉冲重复频率为1.63 MHz。还搭建基于Pb3Sn4Fe Sb2S14-PVA可饱和吸收体的双向泵浦锁模光纤激光器对实验数据进行优化,在掺铒光纤的两端分别接入980nm泵源,提高泵浦的转换效率,得到稳定的脉冲输出,其中心波长和3-d B带宽分别为1531.28 nm和4.13 nm,将单脉冲能量提高至3.14n J,信噪比为45 d B。