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波长范围在0.85μm-3μm之间的短红外波段（short-wave infrared，或SWIR）光纤激光器在医疗、通信、工业加工等领域有着越来越广泛的应用。这些重要的SWIR波段激光器目前主要包括掺镱（1064 nm）、掺铒(1550 nm)、掺铥(2μ m)、掺钬(2.1μ m)光纤激光器等。 本论文针对掺铒光纤激光器的原理和掺铥光纤激光器的应用进行了实验研究。论文主要描述了基于NPR(Nonlinear Polarization Rotation)技术的掺铒光纤飞秒激光器的设计和搭建以及掺铥光纤激光器在工业加工领域中的应用。另外，对于超短脉冲激光领域经常需要关注的水色散问题也做了相关的计算分析。论文主要结果如下: 1、在常规NPR锁模掺铒光纤激光器模型的基础上，通过PBS(Polarizationbeam splitter)器件的引入降低了激光腔内损耗并通过分流式泵浦的设计最大程度地利用了泵浦光的功率，改善了激光器的光-光转换效率。经改善后的光纤激光器在锁模状态下的光-光转换效率可以达到25.86％，并可实现100mW以上的功率输出。输出激光脉冲的半高全宽可达到76.8 fs，脉冲重复频率为33.3MHz。 2、分别运用塞缪尔(Sellmeier)色散公式和扩展的洛伦兹-洛伦茨(Lorentz-Lorenz)色散函数表达式计算了蒸馏水在19℃、20℃、21.5℃、24℃四种温度下、400 nm-1100 nm光谱范围内的折射率、群折射率、群速度色散和三阶色散，并对两个公式的计算结果做出了比较和分析。结果表明，尽管在计算折射率和群折射率时两者计算结果的差异并不大（不足0.1％），但在群速度色散和三阶色散时计算结果差异颇为明显。其中，在计算群速度色散时，在1100 nm处，两种公式计算结果的差异达到了55％。 3、对激光透射PMMA（即透明亚克力）塑料板的物理过程作了具体分析，并根据实验测得的透过率数据推算出PMMA板对1μ m和2μ m光的透射率公式。运用掺铥调Q光纤激光器进行了PMMA板的焊接实验。在PMMA板叠焊实验中，可将焊线宽度限制在1mm以内。而在随后的实验中完成了PMMA六面体的焊接。经检测，焊接完成的样品有很好的气密性。此样品在2015上海慕尼黑光博会中作为展品展出。