超短脉冲激光由于峰值功率高,脉冲持续时间短,光谱范围宽等优势特点吸引了大量的关注与研究。目前在冷加工、医疗、民生国防、精密微加工、科学研究等领域,超短脉冲激光有着广泛的应用前景。实现超短脉冲主流技术是利用可饱和吸收体实现被动锁模。目前已商业化的器件是半导体可饱和吸收镜（SESAM,Semiconductor saturable absorption mirror）,该器件被国外厂家垄断,且存在制作工艺复杂、成本高,带宽较窄等问题。人们一直致力于开发新型可饱和吸收体。二维过渡金属碳（氮）化物（MXene）作为一类全新的二维材料,有望用于制备新一代的理想宽带可饱和吸收体光学器件。研究基于MXene的新型可饱和吸收体的制备,在此基础上发展超短脉冲激光技术具有重要的意义。本文主要对超短脉冲激光技术和MXene新型可饱和吸收体用于超短脉冲激光器两方面进行实验研究;在激光器方面,论文主要研究了固体钛宝石克尔透镜锁模超短脉冲激光器;在新型二维纳米材料方面,主要探索了MXene新型可饱和吸收体的制备,及基于该可饱和吸收体的超短脉冲激光器的实验研究。本论文主要内容如下:1.钛宝石克尔透镜锁模钛宝石飞秒激光器研究。本文利用传播圆法动态的分析克尔透镜锁模腔内光斑半径的演变过程,并通过该方法确定易于实现克尔透镜锁模的等效谐振腔,并结合ABCD矩阵计算出谐振腔的具体参数。根据计算得到的谐振腔数据,搭建钛宝石超短脉冲激光器,在谐振腔中采用棱镜对、啁啾镜进行色散补偿,最终获得中心波长～803nm,光谱半高宽FWHM为4.71nm,脉冲宽度179fs,输出平均功率为280m W的超短脉冲激光。2.新型二维材料MXene可饱和吸收体在固体激光器的实验研究。根据MXene良好的亲水性,制备以重水作为溶剂的液态MXene可饱和吸收体并应用于Nd:YAG激光器中,实现稳定的调Q脉冲输出,获得脉宽1.5μs,重频65.79KHz,最大输出功率100m W的调Q脉冲。另外,将二维材料Mxene旋涂在钛宝石激光器的端镜上,实现稳定的调Q锁模输出,泵浦功率为4.5W对应着平均输出功率113m W。3.针对可饱和吸收存在容易被氧化、损伤阈值比较低等问题,利用溶胶凝胶法,将正硅酸乙酯、乙醇和水按照1:4:8的比例混合制成溶胶,在溶胶中掺杂MXene纳米片材料,凝胶后形成MXene溶胶凝胶可饱和吸收体;并研究了基于MXene溶胶凝胶可饱和吸收体的超短脉冲光纤激光器,激光器重复频率为8.6MHz,脉宽819fs,1552nm附近,光谱3d B带宽为4.3nm。4.利用脉冲激光沉积（Pulse Laser Deposition,PLD）方法制备MXene材料。常规制备二维材料MXene的方法是通过用有剧毒、腐蚀性强的HF来刻蚀MAX,这种方法制备时间长,危险系数高。脉冲激光沉积技术沉积速率快,靶材制作简单、沉积过程安全可控。我们在脉冲能量为400m J、450m J,靶基距为3cm,脉冲频率10Hz,衬底温度为750℃的参数下,经过一个小时的沉积得到结晶质量良好的W2C薄膜。经过测量,薄膜在800nm附近反射率为56.5%,在2000nm附近反射率为79.6%。