超短脉冲的快速发展给相关科学研究带来了重大影响,它使人们能够观察到自然界中更快的现象,在光纤通信与传感、激光微加工、精密测量、数据存储、生物成像以及国防军事等领域具有重要应用。锁模光纤激光器是产生超短脉冲的有效途径,而可饱和吸收技术是实现锁模脉冲输出的关键手段之一。本论文主要基于硫化铅(PbS)量子点和石墨烯制备损伤阈值高、恢复时间快、调制深度大的可饱和吸收体,实现高性能超短脉冲光纤激光输出。主要研究内容如下:(1)PbS量子点可饱和吸收体的制备、表征及其超快激光的应用研制了基于PbS量子点的可饱和吸收体,实现了工作在通信波段的锁模脉冲输出。通过热注入法制备PbS量子点溶液,采用滴涂法将其直接滴于光纤端面制备PbS量子点可饱和吸收体。对PbS量子点的形貌、尺寸、线性和非线性光学特性进行表征,研究发现PbS量子点均匀分布于光纤端面,平均直径为5.7±0.5 nm;PbS量子点在1550 nm处有很强的吸收峰,其调制深度高达~44.5%;进而搭建了基于PbS量子点锁模的光纤激光器中,实现了中心波长为1563 nm,脉冲宽度为559 fs,信噪比大于65 dB稳定的传统孤子输出。进一步研究了PbS量子点的热损伤特性,试验结果表明,当最大可实现泵浦功率为1.1 W时,输出光谱的形状和中心波长均保持不变,因此,PbS量子点损伤阈值大于30 mJ/cm~2。(2)石墨烯可饱和吸收体的制备、表征及其超快激光的应用利用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法在单模光纤端面直接生长石墨烯,PECVD法制备的石墨烯无需进行繁琐的转移操作即可制成全光纤型可饱和吸收体。通过控制生长时间,可以对石墨烯的层数进行有效调控。测量了石墨烯的形貌、线性及非线性光学特性,研究表明,石墨烯层数为22层时,其调制深度为~28.3%,损伤阈值大于42 mJ/cm~2。基于石墨烯可饱和吸收体,在掺铒光纤激光器中获得了中心波长为1561 nm,脉冲宽度为561 fs,光谱宽度为4.86 nm,重复频率为13.5 MHz,信噪比大于60 dB稳定的锁模脉冲输出。