超快光纤激光器输出的脉冲具有窄脉宽、宽光谱、高峰值功率等优点,在光通信、激光雷达、超快泵浦探测和激光微加工等许多领域已得到广泛应用。同时,在超快光纤激光器中已经观察到许多光脉冲非线性瞬态现象,其成为研究脉冲复杂非线性动力学的理想平台。色散傅里叶变换（DFT）技术可以将入射光脉冲的光谱映射到时域波形上,利用该技术可以实时探测超快光纤激光器输出脉冲的光谱。研究超快光纤激光器中孤子瞬态光谱特性,对于揭示激光腔内孤子演化的物理机制以及优化光纤激光器的性能具有重要意义。本文主要的研究内容如下:1.利用DFT技术研究了超快光纤激光器中矢量孤子的瞬态光谱特性。搭建了基于碳纳米管的负色散光纤激光器,分别获得了偏振锁定矢量孤子、偏振旋转锁定矢量孤子和群速度锁定矢量孤子,并利用DFT技术对不同类型矢量孤子的光谱进行了实时观测。实验结果表明:偏振锁定矢量孤子的偏振态始终保持不变,其两个偏振分量的瞬态光谱不随时间发生变化;偏振旋转锁定矢量孤子的偏振态在经历一定的腔周期后又回到初始状态,其两个偏振分量的瞬态光谱随时间发生周期性地变化;群速度锁定矢量孤子两个偏振分量的瞬态光谱中心波长不同,实验揭示了这两个偏振分量的“捕获”特性,并形成群速度锁定矢量孤子态。2.数值仿真研究了基于碳纳米管的负色散腔光纤激光器,模拟了不同类型矢量孤子在腔内的演化。保持腔内增益不变,通过改变腔内拍长的大小,分别获得了偏振锁定矢量孤子、偏振旋转锁定矢量孤子和群速度锁定矢量孤子,分析了这些孤子脉冲的偏振特性随腔内传输圈数的演化过程,其特性与实验结果一致。3.利用DFT技术研究了超快光纤激光器中孤子脉动的瞬态光谱特性。搭建了基于碳纳米管的净正色散光纤激光器,分别获得了脉动单孤子和脉动双孤子,并利用DFT技术对不同脉动孤子的光谱进行了实时观测,实验结果表明脉动孤子瞬态光谱的宽度和能量均发生周期性地变化,孤子脉动的周期是腔周期的数百倍。通过调节激光器的泵浦功率和偏振控制器,还得到了脉动孤子分子,发现其瞬态光谱存在干涉条纹,这是由孤子分子内两孤子光谱发生干涉所引起的。