2μm波段光纤激光器在激光医疗、自由空间光通讯、中红外泵浦等领域具有广泛的应用前景。其通常是由激光泵浦掺铥或掺钬光纤得到2μm波段增益谱,通过滤波器产生多波长激光输出。本文使用掺铥光纤作为增益介质,设计分析了几种不同结构的多波长掺铥光纤激光器,分别实现了2μm波段多波长激光输出与多波长锁模激光输出,主要研究内容概括为以下几点:1.研究了掺铥光纤的增益谱特性。通过使用1565nm半导体激光器泵浦掺铥光纤得到增益范围1750-2200nm的增益谱。分析了不同泵浦功率、不同光纤长度对增益谱输出特性的影响。2.设计了两种以多模干涉滤波结构为基础的2μm波段多波长光纤激光器。采用Sagnac环和多模干涉滤波器复合得到了双波长间隔3nm-80nm可调谐输出,在不同泵浦功率和偏振态下可得到1-4个波长的激光输出。通过将多模干涉滤波结构与梳状滤波器复合,得到了双波长间隔调谐范围26.7nm的激光输出,激光线宽7.5MHz。3.设计了基于非线性偏振旋转效应的2μm波段多波长光纤激光器,得到了1-5个波长的稳定激光输出。通过对腔内增加双折射光纤,增强腔内双折射效应,得到127nm的单波长可调谐输出,在不同偏振态下也可实现1-5个波长的激光输出。4.设计了2μm波段多波长锁模光纤激光器。实现了双波长锁模脉冲输出,脉宽72ps,重频12MHz。通过对腔内非线性效应的优化,得到调谐范围87nm的双波长锁模输出,脉宽75ps,重频3MHz。