掺铥光纤激光器由于发射光谱覆盖1.6-2.1?m而被广泛应用于空间通信、激光雷达、红外遥感等领域。更重要的是该波段激光可以作为高效的泵浦源,产生3-5μm中红外激光。其中,4.3?m激光因其在国防军事上的重要战略意义而引起广泛关注。目前,镝稀土离子掺杂玻璃、晶体、光纤激光器,是结构简单、直接高效的产生4.3μm激光的最佳途径,而1.7μm是必不可少的泵浦源。因此,开发1.7μm波段光纤激光器成为一个重要课题。本论文通过建立掺铥光纤激光器的理论模型,成功研制了基于体布拉格光栅的1750 nm窄线宽掺铥光纤激光器,并初步搭建了基于光纤光栅的掺铥光纤激光器平台,为高功率、高性能1.7μm波段掺铥光纤激光器的研究奠定了基础。论文的主要工作和创新点概括如下:1.介绍掺铥光纤激光器的基本理论和模型。依据铥离子在石英光纤中的能级结构和吸收光谱,分析掺铥光纤激光器的三种泵浦方式。给出3H6-3F4泵浦下掺铥光纤激光器的速率方程,建立相关理论模型。2.进行自由空间耦合的掺铥光纤激光器的实验研究。主要分为两个部分:在不使用体布拉格光栅的条件下,获得了1954 nm处的激光输出;在使用体布拉格光栅的场合,掺铥光纤激光器实现了最大输出功率400 mW,中心波长1749.62 nm,半高宽54 pm的窄线宽激光输出,这也是本文的最大创新点。3.搭建基于光纤光栅的掺铥光纤激光器平台。提出使光纤激光器实现全光纤化的可行性方案,获得中心波长1809 nm,半高宽2.2 nm的稳定的连续激光输出。最后对实验尚待解决的问题进行了总结和展望。