超短脉冲激光器由于峰值功率高,脉冲能量大,持续时间短的特点,在材料加工,光通信,医疗和测距等领域中有着重要的应用。被动锁模光纤激光器由于具有结构简单、分立器件少、系统稳定性好等诸多优点,成为超短脉冲光源的常用技术。可饱和吸收体锁模技术是被动锁模光纤激光器的常用方法,其中二维纳米材料可饱和吸收体由于制备方式简单、成本低、工作波段宽等特点,成为当前的研究热点之一。本论文正是基于二维纳米材料在锁模光纤激光器中的应用,展开理论与实验研究。以单壁碳纳米管、氧化石墨烯、二硫化钨作为纳米材料制作可饱和吸收体,将其应用于光纤激光器中,实现了锁模脉冲输出,并对其特性进行了研究。本论文主要内容包括:1.对国内外的可饱和吸收体锁模光纤激光器研究现状进行了调研及总结。详细介绍了新型二维纳米材料的制备方式以及可饱和吸收体特性的测量方法,对可饱和吸收体的类型及获得的锁模光纤激光器进行了总结。2.阐述了锁模激光器的基本原理。讲述了三种被动锁模光纤激光器的工作原理以及它们的优缺点,对锁模光纤激光器中不同色散域的锁模脉冲类型进行了详细介绍。3.研制了基于碳纳米管、石墨烯的锁模脉冲激光器。制备了碳纳米管可饱和吸收体,将其应用于掺铒光纤器中得到了传统孤子脉冲输出,脉冲宽度为911fs;通过增加泵浦功率,得到了双波长的锁模脉冲输出。将碳纳米管可饱和吸收体应用于掺镱光纤激光器中,得到了耗散孤子锁模输出,光谱宽度0.7 nm,脉冲宽度为600 ps。制备了氧化石墨烯可饱和吸收体,应用在掺铒光纤激光器中得到了传统孤子脉冲输出,脉冲宽度为1.01 ps。4.研制了基于二硫化钨（WS₂）材料的脉冲激光器。利用液相剥离法制备了WS₂纳米片,用光吸附法制备了可饱和吸收体。应用于掺铒光纤激光器中得到了锁模脉冲输出,脉冲宽度为1.43 ns,光谱宽度为0.5 nm。对比了少层WS₂和单层WS₂可饱和吸收体对输出脉冲特性的影响。分别制备了少层WS₂和单层WS₂可饱和吸收体,应用在同一个掺镱光纤激光器中均得到了调Q脉冲输出。少层WS₂和单层WS₂光纤激光器得到的最短脉冲分别是2.7μs和748 ns,最大脉冲能量是205 nJ和154.2 nJ。得益于单层WS₂的大调制深度,单层WS₂激光器的脉冲宽度更窄,峰值功率更高。