高功率脉冲光纤激光器具有单脉冲能量高、光束质量好、转换效率高、热效低等特点,在激光加工、医疗保健、军事武器、精密测量等众多领域有广泛的应用。在激光加工领域中,由于不平滑脉冲的存在,难以得到理想的脉冲波形,使得输出激光的质量降低,影响加工效果,降低了激光加工的实用性,因此,输出脉冲平滑度是脉冲光纤激光器的重要指标。本文提出了控制脉冲平滑度的方法和结构,研究了非对称腔和对称腔种子源脉冲光纤激光器的输出特性,并搭建了高功率脉冲光纤激光器。论文具体工作如下:1、研究了高功率纳秒光纤激光器的相关原理。阐述了光纤激光器的结构原理,分析了脉冲光纤激光器的关键技术。详细的研究了声光调Q光纤激光器原理与MOPA结构。2、基于非对称腔的基本理论,搭建了非对称腔种子源实验系统,研究了该系统的输出特性。测试了种子源输出功率、重复频率、脉冲宽度、脉冲波形、激光光谱等参数,获得了最大输出功率为1.61W,中心波长为1063.93nm,3d B带宽为0.12nm,最小脉冲宽度为61ns,重复频率在10KHz-80KHz可调的脉冲序列。其中,重点研究了种子源输出脉冲的重复频率与Q开关重复频率不相等现象,分析了能量高低不等脉冲出现的原因;提出了控制脉冲多峰现象的方法。通过调节系统泵浦功率、Q开关的重复频率、开启时间以及上升时间等系统参数,分析其特性以及规律,成功地减少了脉冲多峰个数,提高了非对称腔种子源系统输出脉冲的平滑度,但仍存在脉冲不平滑问题。3、为了解决种子源系统输出平滑度问题,在对称腔理论基础上,提出并搭建了对称腔种子源实验系统,研究了该系统的输出特性。测试了种子源输出功率、重复频率、脉冲宽度、脉冲波形、激光光谱等参数,获得了最大输出功率为0.59W,中心波长1063.98nm,3d B带宽0.14nm,最小脉冲宽度为58ns,重复频率在10KHz-80KHz可调的平滑脉冲序列。其中,着重地研究了“混乱”脉冲出现的原因,对比分析了该系统两端泵浦功率不相等对输出脉冲平滑度的影响,解决了输出脉冲不平滑问题。4、为了提高激光器的输出功率,采用MOPA结构,搭建了高功率纳秒脉冲光纤激光器。种子源采用对称腔结构,放大级采用二级放大的方式,分别测试了一、二级放大器输出功率、脉冲宽度、激光光谱以及脉冲波形等参数,一体化集成后,最后获得平均功率为30.3W的平滑脉冲激光输出。