作为第三代激光器,光纤激光器充分显示出其他激光器所不具备的优良性能。光纤激光器具有低阈值、高效率、结构紧凑、重量轻、稳定可靠、无需水冷、且与现代通信系统相兼容等优点,使其自问世以来,便成为争相研究的热点。目前,光纤激光器主要以稀土元素为增益介质。由于掺铒光纤激光器的工作波段为1.55μm,此波段正好处在光纤通信系统的最低损耗窗口,为实现超长距离的信号传输提供了非常理想的信号源,所以掺铒光纤激光器的研究一直是人们研究的热点。其中,强场所导致的光纤系统中的非线性效应一直是重要的研究课题。因此,研究掺铒光纤激光器中的非线性效应,不仅具有重要的理论意义,而且可以为实验和实际应用提供一定的理论指导。本文借助金兹堡-朗道方程理论模型,研究孤子脉冲在掺铒光纤激光器中的传播问题。在理论上讨论了其中的非线性现象,主要研究内容如下:1.通过修正的双线性方法(modified Hirota method),给出了变系数立方复金兹堡-朗道方程(variable-coefficient cubic complex Ginzburg-Landau equation,CGLE)的解析解。选取合适的物理参数获得了能在掺铒光纤激光器中稳定传输的孤子脉冲。2.讨论了掺铒光纤激光器中线性增益效应对孤子脉冲放大的影响。我们的研究结果表明:随着增益效应的增大,孤子脉冲被放大,而且线性增益效应越大,孤子脉冲被放大的程度越大。3.讨论了增益色散效应对孤子脉冲放大产生的影响。研究发现,与增益效应对孤子脉冲放大的影响作用相反,当我们增大增益色散时,孤子脉冲的放大效应减弱,也就是说,增益色散会使孤子脉冲在传播方向上发生衰减。另外,我们分析了孤子脉冲放大过程的稳定性问题。本文通过在解析解的基础上添加高斯白噪声的方法研究了外界干扰对孤子振幅和形状的影响。我们发现白噪声的干扰对孤子脉冲的放大效应几乎没有影响。4.给出了变系数立方-五次复金兹堡-朗道方程(variable-coefficient cubic-quntic CGLE)的解析解。并获得了 四大类孤子解。它们分别是:扭结解(kink solitons),灰孤子解(gray solitons),Y-型孤子解(Y-type solitons)以及混合型的孤子解(combined solitons)。5.对于掺铒光纤激光器中新发现的四类孤子解,分别讨论了非线性效应和光谱滤波效应对孤子脉冲传播性质的影响。并且,提出了实现孤子脉冲放大以及孤子脉冲压缩的方法。期待本文的理论研究对实验方面的工作有一定的科学指导作用。