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近年来,随机激光器成为了快速增长的一类光源,其中常规的光学谐振腔被无序增益介质（例如激光晶体或半导体粉末）中的多散射反馈所替代,这种类型的激光器具有稳定性好、体积小、价格低廉等突出优点。尽管随机激光器具有许多有趣的特性,但是它们中大部分都缺乏激光的一些基本特质,如方向性和高功率。为克服其不足之处,研究者们相继提出了基于多层结构、空芯光子晶体光纤结构以及波导阵列等低维结构的随机激光器。而基于光纤的随机激光器被认为优于其他类型的随机激光器,因为光纤波导结构几乎是一维的,可以很好的限制光的径向散射,并将输出光控制在光纤轴上,因此,随机光纤激光器具有方向性好和输出功率高的特性,从根本上解决了传统随机激光器的问题。基于拉曼增益的分布反馈随机光纤激光器的输出特性在许多方面已经超过了常规拉曼光纤激光器的输出特性,特别是其一阶效率十分高,尤其是在级联产生方面,具有调谐范围更大、多波长产生光谱平坦度更高、带宽更窄和非线性晶体倍频转换效率更高等特性。基于拉曼增益的分布反馈随机光纤激光器的独特性能为激光物理、非线性光学、无序系统理论等多种科学研究领域提供了新的平台,并且为它们在先进技术中的应用打开了大门,例如长距离无放大器传输和传感、低相干红外和无斑点生物成像的可见光源、激光显示器等。本论文对基于拉曼增益的分布反馈随机光纤激光器进行了实验研究,利用高非线性光纤,解决了激光阈值和腔长之间的矛盾,对基于拉曼增益的分布反馈随机光纤激光器的腔体设计、输出特性进行了一系列的研究。此外,利用高非线性光纤的超高非线性以及拉曼增益,还在拉曼光纤激光器中,首次通过实验演示了h态脉冲随功率及偏振态变化的演化规律。最后,为探究脉冲泵浦和连续光泵浦产生随机激光的机理和输出特性的不同之处,设计了通信波段处基于黑磷的亚微秒调Q光源。本论文的几项研究成果如下:1、设计了一个简单而紧凑的单模高功率Er/Yb共掺杂的全光纤激光器作为基于拉曼增益的分布反馈随机光纤激光器的泵浦源。利用高非线性光纤,解决了其激光阈值和腔长之间的矛盾。基于拉曼增益的半开腔分布反馈随机光纤激光器的激光阈值低至0.408 W,为迄今为止报道的最小阈值;其工作波长为1658 nm,是第一次在此波长下运行的基于拉曼增益的分布反馈随机光纤激光器。研究了高非线性光纤在不同长度下其输出特性。当高非线性光纤不超过850 m时,激光阈值和光学转换效率随着光纤长度的增加都呈现出下降的趋势。而当高非线性光纤为950 m时,输出特性将变得完全不同,光谱演化过程和基于拉曼增益的全开腔分布反馈随机光纤激光器类似,其激光阈值为1.111 W,斜率效率为32%。为实现基于拉曼增益的短腔低阈值分布反馈随机光纤激光器提供了新的思路和依据。2、研究了基于拉曼增益的环形腔分布反馈随机光纤激光器。当高非线性光纤不超过850 m时,只有环形腔的谐振效应形成反馈,即输出激光传统的连续拉曼激光。而当高非线性光纤为950 m时,其激光反馈完全由随机分布瑞利散射提供。基于拉曼增益的环形腔分布反馈随机光纤激光器的激光阈值为0.284 W,约为全开腔（1.111 W）的1/4。与线性腔相比,由瑞利散射引起的随机分布反馈和谐振腔效应引起的反馈将共存于环形腔分布式反馈随机光纤激光器中,从而导致其激光阈值大大降低。然而,两种腔结构的光功率分布不同,导致自发辐射概率存在一定的差异,基于拉曼增益的环形腔分布反馈随机光纤激光器的光学效率（15%）低于全开腔光学效率（32%）。实验结果表明,基于拉曼增益的环形腔分布反馈随机光纤激光器可为低阈值的随机激光提供了一种新的思路。3、基于拉曼增益的分布反馈随机光纤激光器和拉曼光纤激光器的增益都是通过光纤中的受激拉曼散射获得的。通过实验发现,环形腔随机光纤激光器的输出无模式。为了解受激拉曼效应对脉冲激光的影响,展开了对脉冲拉曼光纤激光器的研究。通过实验证明了运用非线性偏振旋转锁模技术在拉曼光纤激光器中首次产生了h态脉冲。激光腔的总长度为632 m,激光器以-2.47 ps2的负色散运行。h态脉冲显示了与泵浦功率和偏振态有关的演变。h态脉冲可以展宽到270 ns,而不会发生分裂。h态脉冲的峰值功率逐渐减小并趋于固定值,这表明峰值功率钳位效应不断增强。此外,通过改变偏振态,h态脉冲也可以谐波运行。实验加深了对h态脉冲的理解,并提供了一种在拉曼光纤激光器中实现高能量脉冲的方法。4、为探究脉冲泵浦和连续光泵浦产生随机激光的机理和输出特性的不同之处,但实验室缺乏通信波段的窄脉冲源,因此,进行了基于黑磷的亚微秒级调Q光纤激光光源的研究。通过一种紧凑型的掺饵全光纤环形腔激光器实现了亚微秒调Q脉冲。采用机械剥离法制备了层状黑磷材料,并利用平衡同步双检测法测量了剥离后的层状黑磷的非线性光学特性,证明了黑磷具有良好的可饱和吸收特性。利用这一特性制备了基于黑磷的可饱和吸收体。在光纤激光器中实现了中心波长为1557.9 nm,最短脉冲持续时间为742 ns的稳定调Q脉冲输出。实验结果表明,层状黑磷可以作为产生亚微秒调Q脉冲的有效的可饱和吸收体,而且此调Q光源经过放大之后可用来泵浦高非线性光纤优化拉曼阈值,探究利用通信波段处脉冲泵浦来产生长波长处的随机激光。