高峰值功率全光纤脉冲激光器以其诸多优点成为激光雷达系统的重要光源，对提高系统的整体性能起到了至关重要的作用。本论文基于MOPA技术，主要致力于高峰值功率、窄脉冲宽度、全光纤脉冲激光器技术的研究，以及其在激光测距、激光三维成像中的应用。本论文的主要研究内容包括以下几个方面：1、首先对全光纤激光器的种子源进行了研究。采用半导体激光器作为种子源进行了实验研究，获得了脉冲宽度为1.5ns的脉冲激光输出；进一步对不同重复频率和不同脉冲宽度条件下种子源的脉冲激光输出进行了研究。在重复频率30kHz和50kHz条件下，分别获得了脉冲宽度为1.5ns、965ps和841ps的脉冲激光输出。2、对高峰值功率全光纤脉冲激光器进行了理论和实验研究。对直接调制的半导体激光器种子源、高效低噪声预放大器、高功率双包层光纤主放大器进行了研究。在重复频率50kHz时，获得了中心波长为1549.8nm、脉冲宽度为1.7ns的脉冲激光输出，峰值功率达到5.1kW。激光器能同时以两种输出方式工作，用于连续激光输出时，产生了功率为0.5W的连续调制信号激光输出。3、对高峰值功率全光纤脉冲激光器进行了工程化研究。首先对激光器种子源的脉宽、温控及输出功率等特性进行了调节；然后通过使用高掺杂双包层光纤，有效地降低了非线性效应。在重复频率50kHz、脉冲宽度1.2ns时，获得了峰值功率7.6kW的单横模脉冲激光输出。进一步阐述了光纤拉锥技术，最后给出了激光器工程化后的结果以及工程化样机。4、将设计的激光器应用于高分辨率三维成像激光雷达系统进行了三维成像实验，给出了实验结果，验证了激光器的性能。实验结果表明，基于研制设计的高峰值功率、全光纤脉冲激光器，实现了三维成像的功能，测距精度达到±7.5cm。