超短脉冲具有峰值功率高、脉宽窄、脉冲能量大等特点，在精密测量和探测、通讯与信息处理、激光医疗以及超快光学诊断等方面有十分广泛的应用。锁模激光器是产生超短脉冲的最为有效方法。而且锁模激光器以其结构简单、成本低、可靠性高、光束质量好、易于实现小型化而被广泛的研究。可饱和吸收体性能的好坏直接影响着锁模激光器输出光的性能。近年来，由于碳纳米管与石墨烯饱和吸收体具有优越的非线性吸收特性，而被广泛的应用于被动锁模光纤激光器，为超短脉冲激光器的发展提供了保障。受石墨烯研究的启发，层状金属二硫化物的光学特性也被研究者关注。本论文着重碳纳米管、石墨烯和几种层状金属二硫化物的可饱和吸收体的制备方法，并实验研究了基于上述吸收体器件的锁模光纤激光器的脉冲特性。通过不同的激光器腔结构、可饱和吸收体、腔内色散值，实现了束缚态孤子光纤激光器，双波长可调谐孤子锁模光纤激光器，宽带锁模光纤激光器，以及高能量矩形脉冲锁模光纤激光器。本论文的主要研究内容如下:　　1.制备了碳纳米管可饱和吸收体器件，利用光纤布拉格光栅的滤波效应，实现了锁模光谱中心波长可调的光纤激光器。然后，基于碳纳米管与石墨烯的混合液制备的薄膜状饱和吸收体，在反常色散的线性腔光纤激光器中获得了传统以及单孤子对束缚态孤子输出。然后调节泵浦功率与腔内的偏振，研究激光器从传统孤子锁模状态到束缚态孤子锁模的演化过程，并研究了双孤子对束缚与三孤子对束缚态激光器的输出特性。通过建立被动锁模光纤器模型，完成了各孤子状态的演化过程的数值模拟。　　2.通过优化可饱和吸收体的制备方法，制备了倏逝场式的石墨烯可饱和吸收体器件。在保证充分发挥材料非线性作用的前提下，极大的提高了石墨烯可饱和吸收体的光损伤阈值。在被动锁模光纤激光器中实现了1550nm传统孤子输出，并且通过掺铒光纤的增益光谱强度随泵浦功率变化而变化的特性，获得了锁模中心波长在1531.5nm和1559.1nm转换的被动锁模光纤激光器，该系统还可以在1531.5nm和1559.1nm两个波长处同时锁模。　　3.通过微纳操作平台在显微镜下制备了二硫化钨(WS2)包裹微光纤可饱和吸收体，将其应用于被动锁模光纤激光器。在大负色散的掺铒光纤激光器中获得了传统孤子输出，传统孤子的能量限制在0.1nJ。增加泵浦光功率，该激光器系统实现了高能量矩形脉冲输出。进一步的增加泵浦光功率，矩形脉冲的能量和宽度几乎成线性增加，并且脉冲不会发生分裂或者变形。在泵浦功率800mw时，获得了脉宽为130ns、单脉冲能量为90nJ的高能量矩形脉冲。　　4.研究了二硫化锡(SnS2)的非线性光学特性，及其在1μm、1.5μm、和2μm波段锁模光纤激光器中的应用。首先，将化学气相沉积法(CVD)制备的SnS2薄膜平铺于D型光纤的D型区，实现光倏逝场与SnS2薄膜的相互作用，提高SnS2可饱和吸收体的损伤阈值。在掺铒、掺铥激光器中实现了带有Kelly边带的传统孤子输出。将该可饱和吸收体应用于掺镱的全正色散光纤激光器，获得了耗散孤子输出。