由于2μm激光处于人眼安全区和大气的弱吸收带，其在激光雷达、环境监测、医学诊断和治疗、激光测距和光谱学等领域有着重要应用；而单频2μm激光器更是在光通信，精密测量，高精度光谱分析，激光遥感，相干雷达，非线性转换上有许多其他激光器不可替代的优点，所以单频2μm激光器，成为目前的研究热点；同时光纤激光器相比较传统固体激光器有系统简单，体积小，线宽窄等优势，越来越成为实现单频激光器的主要方向。本文首先在分析了现有实现单频光纤激光器通用方法的基础上，结合实验室现有条件，采用单光栅超短腔和环形腔+饱和吸收体两种方法作为实现单频输出的实验方案，从理论上分析了环形腔+饱和吸收体实现单频输出的原理，同时从经典速率方程和能级关系出发，分析了激光器在单纵模输出条件下的理论线宽极限。其次，依据掺Tm³⁺光纤的能级结构，选择输出为L-band（1565nm到1610nm）激光的Er³⁺/Yb³⁺共掺光纤激光器作为其泵浦源，分别从理论上和实验上研究了Er³⁺/Yb³⁺共掺光纤激光器的输出特性，制作出腔型结构为双光纤光栅线性腔，输出波长为1570nm，最大输出功率为709mW的Er³⁺/Yb³⁺共掺光纤激光器。然后，从理论和实验上研究了单光纤光栅超短腔和无饱和吸收体环形腔掺Tm³⁺光纤激光器的输出特性。其中在无饱和吸收体环形腔结构中，利用1.5μm波段的耦合器，实现了低耦合比输出阈值为35.5mW，斜率效率为8.73%；高耦合比输出阈值为243.1mW，斜率效率为10.3%的掺Tm³⁺光纤激光器。最后，当加入饱和吸收体长度为7m时，在近阈值（泵浦功率为680mW）附近用Fabry-Perot干涉仪观测到了单纵模输出，输出功率在5mW到10mW间跳动，不过其存在很强的模式跳变。同时分析了模式跳变产生的原因和以后实验的方向。