2μm锁模掺铥光纤激光器具有广阔的应用前景。然而,由于色散管理的困难,在全光纤掺铥谐振腔中实现高能量孤子脉冲仍具有诸多困难。并且,对于高能量孤子脉冲的输出特性研究相对较少。因此,本论文利用色散管理的方法,开展了对2μm锁模光纤激光器中高能量孤子的产生及输出特性研究。具体研究内容如下:1.设计了非线性偏振旋转(NPR)锁模光纤激光器,研究负色散区常规孤子脉冲的能量提高。选择压缩效率最高和功率损耗最低的超高数值孔径(UHNA)光纤进行色散管理。在腔色散为-0.151ps2时,实现了常规孤子脉冲到具有高能量的高斯型脉冲的演变,并分析了高斯型脉冲的输出脉冲特性。高斯型脉冲的脉宽为517fs,脉冲能量为1.38n J。相比于常规孤子脉冲,其脉冲能量提升1700%。2.设计了基于NPR的强色散管理谐振腔,研究具有更窄脉宽的高能量孤子脉冲。首先,在近零色散区域,实现了波长可切换和可调谐的色散管理孤子脉冲,波长可从1957nm调谐到1965nm及从1979nm调谐到1984nm,脉宽最小为371fs,脉冲能量最大为0.209n J。其次,在正色散区域,实现了355fs、脉冲能量最高为0.592n J的耗散孤子脉冲,分析了两种孤子的输出特性。3.基于非线性放大环形镜(NALM)锁模,研究具有更高能量的锁模脉冲。首先,在纯负色散区,实现了脉冲包络宽度最大为1.2ns的类噪声脉冲,最大脉冲能量为3.4n J,并分析输出特性。其次,在保持脉冲包络和重频基本不变的条件下,利用色散管理实现更高能量的类噪声脉冲,脉冲能量提升至4.97n J,提升幅度达46%以上。