随着移动通信领域的高速进步与发展,人们对信息的需求水平也越来越高,获取高质量超短脉冲成为了该领域的瓶颈。目前高质量超短脉冲的研究极具潜力,其中重点研究对象是自相似子。因此,研究如何获取高质量自相似子一直是该领域的关键问题。目前广泛研究的自相似子形成依赖于两个方面,第一个方面是色散渐减光纤的正色散区,第二个方面是光纤放大器的正色散区。自相似子具有良好的传输特性,在传输过程中会始终保持其自相似特性,并且在高功率传输时光波不会发生分裂。同时,脉冲参数的变化只取决于入射能量和光纤参数,并具有线性啁啾等特性。自相似子在形成过程中会由于色散、非线性以及增益的影响下发生畸变和展宽,论文正是在此背景下提出基于自相似子的脉冲压缩系统设计,同时对色散渐减光纤（dispersion-decreasing fiber）（DDF）和光纤放大器中产生的自相似子压缩和补偿进行了深入研究,旨在获取高质量超短脉冲。本论文的主要研究工作概括如下:（1）使用非线性薛定谔方程（non-linear Schrodinger equation）（NLSE）对脉冲的演化进行建模,并推导出自相似子的数值解与解析解。在光纤放大器中使用李代数的方法对NLSE进行求解,并得出自相似子在光纤放大器中的演化趋势。（2）研究了自相似子在不同函数类型DDF的演化情况,研究表明在DDF的正常色散区时指数型DDF、高斯型DDF、双曲型DDF以及超高斯型DDF均可演化成自相似子,并具有良好的啁啾特性。在负色散区只有超高斯型DDF具有良好的压缩特性,可以进行脉冲的压缩。为了进一步研究光纤放大器中自相似子的形成,使用金斯堡-朗道方程对自相似子的演化进行求解,结果表明光纤放大器中脉冲在多函数类型DDF中演化,可以形成高质量的类抛物线形脉冲,并用于信号的无失真传输。（3）设计光纤压缩系统,实现超短脉冲的输出。论文引入了压缩因子来衡量脉冲的质量。同时,引入自相似因子来判断自相似子的演化区域,经过反复实验从而定义当自相似因子M≤0.005时,代表自相似子演化已经完成。使用组合型色散渐减光纤环形镜作为光纤放大器中的锁模装置,多函数类型DDF作为脉冲的传输介质以及色散延长线。本论文主要是由四个章节组成,第一个章节主要阐述研究背景、现状、目标和研究的具体内容。第二章主要讲述的是光纤中脉冲传输基础理论的研究推导。第三、四章主要为学位论文的实验组成部分,主要的研究内容如下所示:第一章首先介绍了类抛物线型脉冲,并对其传输特性进行描述。其次针对本论文的主要内容以及研究目标进行了阐述。第二章为基础理论部分,首先介绍了相关理论并建立脉冲在光纤中的传输演化模型,其次对光纤放大器中自相似子的演化进行了理论研究。第三章介绍了不同函数类型DDF的传输特性并对脉冲对的传输特性进行了解读,引入了金斯堡-朗道方程对光纤放大器中自相似子的演化进行了建模。第四章介绍了脉冲压缩系统,针对以往的光纤放大器我们进行了改进并引入了自相似因子和压缩因子等概念,对脉冲的演化程度和质量进行评价。