掺铥双包层光纤激光器输出的2μm波段的激光处于人眼安全和大气窗口的特殊波段，在激光手术、空间光通信、遥感、激光雷达等领域有着重要应用。本文在大量文献调研的基础上，从理论和实验两个方面对掺铥双包层光纤、声光调Q掺铥光纤激光器和放大器进行了深入研究。　　本研究分为五个部分：第一部分重点评述了掺铥光纤激光器的技术路线和指标、国内外最新进展及应用领域。第二部分根据铥离子的能级结构及光谱特性，结合掺铥双包层光纤放大器的特点，采用有限差分法建立了相应的数值分析模型，比较系统地研究了连续运转的掺铥光纤放大器中，种子光波长、种子光功率、泵浦光功率、增益光纤长度、光纤端面的反射率等因素对放大器特性的影响，此外模拟数值研究了脉冲信号光经过放大器后的放大与波形畸变特性。该工作对掺铥光纤放大器的设计、优化与研制具有一定的参考价值。第三部分采用声光调Q激光技术，在实验上重点研究了两种不同结构的声光调Q掺铥双包层光纤激光器的输出特性。其一，使用前向泵浦结构及高掺杂短光纤，在5kHz重复频率下，获得了脉冲宽度29ns，单脉冲能量188μJ，峰值功率6.5kW的脉冲输出;其二，使用后向泵浦结构改善了输出功率稳定性，利用光纤布拉格光栅作为谐振腔反馈器件，对输出光谱进行了选频，得到了线宽约为0.1nm，平均功率大于2W的窄谱宽脉冲激光输出。第四部分采用前面研制的窄谱宽声光调Q掺铥光纤激光器作为种子源，使用大模场掺铥保偏双包层光纤作为增益介质，开展了掺铥双包层光纤放大器的设计与实验研究，初步的实验结果获得了平均输出功率5W的脉冲放大输出，输出光谱没有明显的ASE现象。第五部分简要地总结了本人硕士研究工作期间，截至目前为止所取得的阶段性的研究成果，阐述了论文工作的创新点，并针对存在的问题提出了一些解决方案和技术改进思路，为未来如何进一步提高脉冲掺铥光纤激光器的输出性能给出了初步的总体设计考虑和技术发展展望。