近几年,处于人眼安全波段的2μm激光在医疗、大气探测和生物工程等多个领域展现出独特的优势。由于光纤激光器结构简单、经济实用并且随着2μm波段光纤元件制造技术的发展,掺铥光纤激光器已经成为2μm波段高效激光源。全光纤化的被动锁模掺铥光纤激光器不仅可以作为2μm波段的优秀非线性光纤光学研究平台,而且可以作为高功率2μm波段激光系统的种子源。单脉冲能量高、不易分裂的耗散孤子共振脉冲是激光放大系统理想的脉冲类型。因此,本文设计并搭建了基于非线性放大环形镜的掺铥光纤激光器,并对输出的耗散孤子共振脉冲进行了研究。主要内容包括:(1)从掺铥光纤激光器和耗散孤子共振两个方向进行了文献调研:介绍了被动锁模掺铥光纤激光器的研究进展;总结了耗散孤子共振脉冲在理论与实验两个方向具有代表性的结果。(2)基于掺铥光纤的增益特性介绍了掺铥光纤激光器中几种常用的泵浦方式;根据非线性放大环形镜的工作原理讨论了其在掺铥光纤激光器中的锁模机制;研究金兹堡朗道方程的两种求解方法,分析了耗散孤子共振在激光器中的演化方式。(3)设计并搭建了被动锁模掺铥光纤激光器,通过调节激光器的偏振控制器输出了两种不同的耗散孤子共振脉冲。两种脉冲的中心波长为1960 nm、重复频率为2.532 MHz且脉冲宽度、单脉冲能量均随泵浦功率线性增加。在最大泵浦功率2.4 W时,脉冲的平均输出功率为113.5 m W,对应的单脉冲能量为45 n J。随后根据非线性放大环形镜的工作原理分析了两种脉冲在同一泵浦功率下脉冲宽度和峰值功率不同的原因。为进一步研究耗散孤子共振脉冲的输出特性又进行了激光器腔长对比实验,分别搭建了75 m、85 m和95 m的掺铥光纤激光器。在腔长增加后,两种脉冲锁模阈值降低、相同泵浦功率下单脉冲能量和脉冲宽度增加。在腔长为95 m、泵浦功率为2.4 W时,耗散孤子共振脉冲单脉冲能量和脉冲宽度分别为63 n J和59.5 ns。通过计算两种脉冲的峰值功率发现改变激光器腔长不能提高脉冲的峰值功率。(4)为提高输出的耗散孤子共振脉冲的峰值功率,设计并搭建了掺铥光纤放大器,但是未能获得放大的耗散孤子共振脉冲输出。为分析实验中存在的问题,根据793 nm的泵浦理论模型进行了数值模拟。将模拟中的参数设置为实验参数发现,实验中使用的增益光纤长度过短导致光纤中未被吸收的泵浦光干扰2μm波段的受激发射,使种子光未完成放大。