光纤中的孤子传输和演化作为非线性光纤光学的重要组成部分，获得了广泛而深入的研究。光纤环形腔中的时域克尔腔孤子是通过平衡脉冲光在谐振腔内的增益、损耗、色散和非线性效应所形成的局域化耗散结构，具有深刻的物理内涵和丰富的动力学特性，在全光信息存储和处理等方面展现出重要的应用价值。　　本论文理论和实验研究了光纤环形腔中的时域克尔腔孤子。首先文章综述了时域腔孤子领域的研究进展，在对光纤中脉冲非线性传输特性进行研究的基础上，推导了时域克尔腔孤子的理论模型，模拟了光纤腔中孤子产生、演化的动力学过程，进一步提出了实现腔孤子调控的方法，并开展了实验研究。论文的主要研究内容和成果包括：　　1、理论研究了光纤中的光脉冲演化过程。利用广义非线性薛定谔方程建立了光纤中的脉冲演化模型，对基于ZBLAN光纤的中红外超连续产生进行了数值模拟，研究超连续谱产生过程的孤子分裂、孤子自频移等现象。　　2、利用 Lugiato-Lefever方程（LL方程）分析了无源光纤环形腔中调制不稳定性、腔孤子的动力学特性。基于非线性薛定谔方程和平均场模型推导了无源光纤环形腔中LL方程，分析了腔内的静态连续解和双稳态、调制不稳等特性，数值模拟并分析了稳定和脉动腔孤子的特点和演化过程。　　3、理论分析了无源光纤环形腔中腔孤子的演化和调控机制，提出了一种利用腔孤子实现全光信息存储和处理的方法。首先研究了相位扰动对腔孤子的作用，发现通过引入适当的相位调制能够实现光纤腔中静态连续解和腔孤子之间的转换，实现腔孤子的写入和擦除，并分析了相位调制宽度以及光纤腔泵浦功率对写入与擦除的影响。接着研究了泵浦光场的相位调制对孤子位置的影响，通过引入正弦相位调制使孤子被捕获在正弦峰值区域，实现腔内孤子位置的锁定。将腔孤子的写入、擦除和位置锁定技术相结合，提出了一种利用腔孤子实现信息全光存储及处理的方法。分析了三阶色散效应对于腔孤子演化的影响，发现当二阶色散较小时三阶色散会造成孤子相对移动并在时域上形成不对称的振荡结构。　　4、搭建了基于光纤环形腔的腔孤子实验系统，采样腔内光场强度，引入反馈系统平衡腔长，从而调制腔的失谐量，在实验上观察到了调制不稳现象的产生，并通过微调腔长，使得腔在一定条件下产生腔孤子簇，并在腔内存在几百个周期。