基于单壁碳纳米管可饱和吸收体的被动锁模掺Yb3+光纤激光器具有结构简单、输出脉冲极窄、自启动性能好、光束质量高等优点，在光通信、光纤传感、生物技术、物理技术、微加工等方面具有潜在的应用前景。本论文主要围绕此课题在理论和实验上展开研究工作，主要内容如下：1.对掺Yb3+光纤激光器的锁模机制进行了数值分析。分别计算推导了理想无损耗和实际有损耗情况下，掺Yb3+光纤激光器的输出耦合比k、腔长L、斜率效率η和输出功率之间的关系，并对其进行了数值模拟。发现当腔长一定时，理想情况下，η随着k的增加不断增大并趋于一固定值；实际情况中，随着k增加，η先增大，达到最大值后开始逐渐减小。当k取一定值时，实际有损耗情况下，增加L，η快速地增加之后保持在一个稳定值。2.介绍了单壁碳纳米管的空间能级和物理特性，分析了其光学特性中线性吸收和非线性吸收的特性。实验上为将单壁碳纳米管制备成可饱和吸收薄膜对其进行了预处理，将单壁碳纳米管粉末加入到二氯化苯溶剂中，配置成碳纳米管均匀分散的有机溶液。3.进行了基于单壁碳纳米管掺Yb3+锁模光纤激光器的实验研究。通过光学诱导沉积的方法在光纤断面镀一层单壁碳纳米管薄膜，接入环形腔中，得到了稳定的锁模脉冲输出。光纤激光器总腔长13.5m，脉冲重复频率为14.85MHz，信噪比可达60dB，泵浦功率加到最大值330mW时，光纤激光器最大输出功率为7.23mW，关闭泵浦源后重新打开，激光器可回到之前的锁模状态，具有很好的开机自启动能力。4.观察到了Yb3+锁模光纤激光器的多波长锁模现象。实验中当泵浦功率逐步增加时，在稳定的锁模脉冲输出状态下，其光谱出现了多个波长峰值，中心波长在1035nm左右，波长间隔平均为1.5nm，调整PC，波长数和波长间隔会发生相应的改变。泵浦功率达到最大值330mW时，最多得到6个等间距的波长输出。5.研究了Yb3+锁模光纤激光器的自锁模行为。光纤激光器在没有单壁碳纳米管可饱和吸收体的条件下，可以形成自锁模脉冲输出，这归因于所用增益光纤掺杂浓度过高和长度过长，在激光腔中有一段未被泵浦的增益光纤充当了可饱和吸收体。实验表明，将增益光纤长度减短，激光器的锁模脉冲行为就不复存在。