高功率超短脉冲激光器由于其高时域分辨率,高峰值功率和宽光谱等优势,在生物医学、工业加工、军事测距等领域有着广泛的应用前景。其中光纤激光器因为稳定性高,结构紧凑,泵浦效率高等优势备受科学家们的青睐。本文针对啁啾脉冲放大系统开展了理论研究、数值模拟和实验研究。系统除压缩装置其余部分均实现全光纤化,因此具有极高的稳定性。综合探讨了光纤中各种机制对于输出脉冲质量的影响,并对未来全光纤激光系统的研究提出展望。主要完成工作包括:1、理论方面:飞秒光纤激光器的发展历程,光纤锁模激光器的基本理论、色散补偿机制以及几种常用光纤放大器结构,重点学习了通过啁啾脉冲放大方式获得高功率高重复频率激光。之后建立了超短脉冲在光纤中传输的非线性方程的模型,通过增益损耗、色散以及自相位调制的综合作用,讨论脉冲在光纤中传播时在时域和频域内的演化趋势,为后文数值模拟提供理论基础。2、数值模拟方面:用Matlab程序,模拟脉冲在光纤中啁啾脉冲放大的动力学过程。确定各项参数,实验验证并优化,得到脉冲在时域和频域的演化过程,压缩后得到700 fs的脉冲。为了进一步探索能否更大程度的展宽光谱,将预放级提到色散补偿光纤前面,分析对比两种情况脉冲的演化差异。3、实验方面:开展了全光纤啁啾脉冲放大系统的实验搭建,实现了开机自锁模单脉冲稳定运转。主放大级采用铒镱共掺双包层光纤,输出平均功率3.4 W,重复频率75 MHz,光谱展宽到11 nm,放大后的激光通过光栅对腔外压缩后获得高光束质量765 fs超短脉冲。之后互换预放级和色散补偿光纤的位置,此时脉冲在色散补偿光纤中展宽过程出现近自相似演化,放大级输出光谱展宽到14nm。可是由于引入了过多非线性和压缩元件的限制,腔外压缩后脉冲质量不好。实验结果与模拟吻合,证实了本放大系统的可靠性,指明了系统的改进方向。