2μm波段在工业制造、通信遥感、生物医疗等领域应用广泛。近年来,2μm波段短脉冲光纤激光器成为国际前沿研究的热点。本文对2μm波段锁模光纤激光器进行研究,设计了两种新型的2μm锁模光纤激光器,分别实现了大的波长调谐范围和大的脉冲宽度/占空比。主要研究内容包括:1.开展了2μm波段波长可调谐的SESAM锁模掺铥光纤激光器研究。设计和搭建了全光纤型的SESAM锁模掺铥光纤激光器,用1.5μm铒镱共掺光纤激光器作为泵浦,利用基于衍射光栅的可调谐滤波器对波长进行调谐,实现了该锁模激光器输出波长从1862 nm到1983 nm宽达121 nm的连续可调谐。此调谐范围为目前报道基于SESAM锁模光纤激光器中最宽。完整地测量了输出激光脉冲的时域、光谱及信噪比等特性,研究了泵浦波长、增益光纤的长度及其他器件对可调谐范围的影响,以达到最宽的波长可调谐范围。2.开展了净正色散下工作在耗散孤子谐振状态SESAM锁模掺铥光纤激光器研究。采用超高数值孔径光纤和啁啾光纤布拉格光栅调整腔内色散和啁啾强度,激光器最终输出脉宽为814 ns、占空比为84%的矩形耗散孤子脉冲。该脉冲为目前报道在耗散孤子谐振状态下锁模光纤激光器中脉宽最宽且占空比最高。还研究了在SESAM和NOLM混合锁模掺铥光纤激光器中产生的孤子分子和孤子簇等现象。