本文围绕非线性光纤环形镜的全光开关特性,对基于非线性光纤环形镜的全光波长变换技术和锁模光纤激光器进行了如下研究工作:理论分析了非线性光纤环形镜的全光开关特性,并对基于非线性光纤环形镜全光波长变换系统中信号的转换进行了理论分析,通过近似解析求解,推导出了控制信号脉冲的最佳峰值功率、探测光为脉冲时其与控制信号脉冲间的最佳初始时间延迟的表达式。数值模拟了环镜长度、走离时间、初始时间延迟和控制信号脉冲峰值功率对转换信号波形特性的影响。结果表明,走离效应是导致转换信号波形失真以及峰值功率下降的主要因素。采用增益平坦型掺铒光纤放大器作为增益介质,对非线性光纤环形镜构成的“8”字形腔被动锁模掺铒光纤激光器进行了实验研究。当抽运功率为100mW时,实验获得了中心波长1561nm,3dB带宽10nm,脉冲宽度432ps,单脉冲能量0.57nJ,重复频率1.1MHz的锁模脉冲输出。同时,利用可调谐光纤光栅滤波器,进行了“8”字形腔被动锁模掺铒光纤激光器波长可调谐输出的实验研究。在EDFA抽运光功率一定的情况下,通过调节偏振控制器和可调谐光纤光栅滤波器,获得了光谱稳定、输出功率起伏小于0.8dBm、中心波长在1548-1570nm内连续可调的短脉冲输出。