单频光纤激光器近几年在光纤通信、光纤传感、光谱分析、军事探测、生物医学等领域具有广泛的应用。单频光纤激光器具有线宽窄、波长可调谐、噪声低、结构紧凑等优势,但是在线宽压缩、拓展应用波段、提高系统稳定性、波长灵活可调谐等方面仍需要突破。目前,针对实现不同波段的单频光纤激光输出已经成为国内外光纤激光器领域研究的热点。本文针对实现波长可调谐单频激光输出进行研究,特别是针对1.5μm与21μm波段开展研究工作,提出采用自反馈光注入结构结合饱和吸收体抑制波长漂移的方法；优化设计谐振腔结构,提出采用光纤环形滤波结构实现消除多余纵模的方法,获得了稳定的波长可调谐单频激光输出；对保偏光纤环形滤波器进行研究,设计并实现了高稳定性且波长可调谐的窄线宽光纤激光器；提出采用基于细芯光纤的光纤模间干涉滤波结构抑制模式跳变的方法,设计并实现了环形腔结构的双波长可调谐窄线宽光纤激光器,有效提高了输出激光的稳定性,并研制了基于线形腔结构的双波长可调谐激光器,实现了稳定的单频激光输出,采用延迟自外差法对激光运转的频谱特性和激光线宽进行了测试；提出采用级联Sagnac光纤环结构实现波长调谐的线形腔结构掺铥光纤激光器的方法,获得了稳定的单波长和可调谐多波长窄线宽激光输出。本文的主要研究内容包括：(1)针对掺铒光纤发光特性进行研究,设计并完成了基于单泵浦源结构的C+L波段掺铒光纤宽带光源,通过理论分析与实验优化,实现了高平坦度ASE光输出,在1540-1610nm范围内光谱平坦度为±0.91dB,在1520-1610nm范围内光谱平坦度为±1.65dB。(2)针对光纤激光器模式跳变和波长漂移的问题,提出了采用饱和吸收体和自反馈光注入结构提高系统稳定性的方法,设计并实现了波长可调谐的高稳定性的窄线宽光纤激光器,通过对输出激光波长漂移进行测试,验证了设计结构的有效性。(3)针对实现稳定单频窄线宽光纤激光输出的问题,提出采用有源光纤环形滤波结构提高单频激光器稳定性的方法。基于线形腔自反馈光注入结构,设计并实现了高稳定性的双波长可调谐的单频激光器,并采用延迟自外差法对激光线宽和运转状态进行了测试,激光3dB线宽分别为2.8kHz和2.5kHz。(4)针对实现多波长窄线宽激光输出的问题,提出采用保偏光纤环形滤波器结合保偏光纤光栅实现多波长可调谐激光输出的方法。设计并实现了具有高稳定性的窄线宽多波长光纤激光器,并对输出激光的波长漂移与功率波动进行了测试；采用Sagnac环作为反射端,搭建了线形腔结构的多波长掺铒光纤激光器,并测试了系统的稳定性。(5)针对实现高稳定性波长可调谐单频光纤激光输出的问题,提出采用光纤模间干涉滤波技术提高激光器稳定性的方法。设计并实现了基于单模光纤与细芯光纤结合的马赫-曾德干涉滤波结构；在环形腔结构的激光器中应用该结构提高了系统的稳定性；设计并实现了基于该滤波方法的线形腔结构光纤激光器,有效提高了系统的稳定性,实现了稳定的单频激光输出,并对激光线宽进行了测量,激光3dB线宽分别为3.4kHz和3kHz。(6)针对实现2μm波段多波长窄线宽激光输出的问题,提出采用级联Sagnac环实现激光波长调制的方法。设计并实现了线形腔结构的多波长可调谐掺铥光纤激光器,并对输出激光的稳定性进行测试,实现了稳定的三波长激光同时输出。