近年来，被动锁模光纤激光器以其结构紧凑，性能优越，设计灵活以及锁模机制多样等良好性能成为超短脉冲激光技术中一个极具活力和应用前景的分支领域，倍受人们关注。其在工业、军事、医疗以及科研等方面有着重要的应用。本文针对当前应用发展的要求，系统地研究了非线性偏振旋转锁模的掺镱全正色散光纤激光器及新型可饱和吸收材料氧化石墨烯作为锁模元件的掺镱光纤激光器。主要内容包括以下几个方面：1.对非线性偏振旋转锁模的掺镱全正色散光纤激光器的研究，先使用吸收系数为500dB/m的单模增益光纤，分别实现了调Q、调Q锁模和连续锁模输出；随后选用吸收系数为1200dB/m的增益光纤得到了更高功率的锁模激光输出，在单端口输出时研究了振荡器腔内非线性相移、群速度色散以及滤波器滤波带宽对激光器输出参数的影响。调节双折射滤波片可实现锁模光谱中心波长从1020nm至1050nm调谐。随后采用双端口输出对锁模光谱进行了优化，该双端口振荡器在泵浦功率最大667mW时实现了重复频率43MHz，203mW的锁模激光输出，脉宽5.02ps；经光栅对腔外压缩进行色散补偿得到了最窄200.9fs的脉冲。同时，以重复频率50MHz的振荡器作为光纤啁啾脉冲放大系统的种子源，经马丁内兹展宽器将脉冲展宽到了2ns。2.介绍了非线性偏振旋转锁模结构全正色散光纤激光器中多脉冲现象及被动谐波锁模的原理及各状态的控制。实验中采用双端口重复频率50MHz的振荡器实现了稳定的被动二次谐波锁模，信噪比约80dB,对应的时间抖动约3.2ps；同时对谐波锁模状态与多脉冲状态之间的变化进行了观察比较。3.介绍了氧化石墨烯的性能及作为可饱和吸收体的优势，在掺镱环型腔光纤激光器中加入氧化石墨烯墙纸后实现了最高重复频率为116.4KHz的调Q光脉冲输出，脉宽1.6μ s，单脉冲能量127nJ。