石墨烯已被证实是一种典型零带隙的半金属材料，其价带和导带完美的对称相交于费米能级处（（？）和（？）点），（？）和（？）点也称为狄拉克点。在该点附近的电子能带关系为狄拉克锥。石墨烯具有的宽波段吸收和零带隙结构，使其可以作为一种有效的可饱和吸收体，获得超短脉冲、超高能量和高重复率的激光输出。本文采用还原氧化石墨的方法制备了分散液形式的石墨烯。通过对石墨粉原料的氧化-还原的化学反应，以1-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）为溶剂，结合粉碎过程和离心过程，精确合理控制粉碎时间和离心转速，制备出符合实验要求的石墨烯分散液。采用紫外可见分光光度计测量了样品在400nm-1100nm波段的吸光度。测量了样品对1064nm和1342nm激光的吸收率与入射激光功率的关系，确定了石墨烯均匀分散液具有可饱和吸收特性。采用紧束缚近似法分析了单层及多层石墨烯的电子能带结构，并对狄拉克费米子的隧穿效应进行了分析。将石墨烯分散液滴入不同通光长度的石英比色皿中作为可饱和吸收体，插入到LD泵浦Nd:YVO₄激光器中，实现了1064nm和1342nm两种波长的调Q运转，获得6.06ns的1064nm和7.53ns的1342nm激光脉冲；结合石墨烯分散液的非线性吸收特性，分析了被动调Q的运转机理。选取具有较好可饱和吸收特性的样品，实现了闪光灯泵浦的Nd:YAG激光锁模运转，分析了石墨烯锁模运转的机理。采用相互重叠的两个共线支腔构成三镜复合腔，通过设置适当的支腔长度和合适透光率的输出镜组合，使腔内1064nm和1342nm两种波长激光满足振荡阈值相等的条件，从而获得LD泵浦的Nd:YVO₄激光器双波长激光输出。将石墨烯作为可饱和吸收体，实现了1064nm和1342nm双波长调Q运转。