2μm波段的光纤激光在气体分子检测、生物医疗、工业加工、远距离感知与成像、军事对抗等多个领域均有着重要应用。同时2μm波段位于常见中红外氟化物光纤的反常色散区,因此2μm激光脉冲可以作为基于氟化物光纤超连续谱的泵浦源。而啁啾脉冲放大技术是实现泵浦源的高峰值功率脉冲输出的重要手段之一。当啁啾脉冲放大系统采用全光纤结构时,可以在实现高功率输出的同时提高输出的光束质量、整体系统结构的稳定性和紧凑度,并实现更好的热管理效能。所以,针对2μm全光纤啁啾脉冲放大技术的研究对促进基于氟化物光纤的中红外超连续谱光源发展和实际应用有着重要意义。本文即以2μm全光纤结构的啁啾脉冲放大系统为研究对象,结合系统中的各级分别进行理论分析、参数设计和对比实验的研究。主要内容如下:理论方面以2μm锁模激光器输出的孤子脉冲为研究对象,结合非线性薛定谔方程,建立了双曲正割型孤子脉冲在正色散光纤中的传输模型,模拟仿真得到了脉冲在传输过程中脉宽和啁啾量的演化趋势。通过数值计算和实验结果的对比,明确了群速度色散和自相位调制作用在传输过程中占主导作用时适用的正色散光纤长度范围。搭建了一个自制的基于非线性偏振旋转效应锁模的2μm脉冲激光器作为种子级。提出了采用啁啾布拉格光纤光栅作为展宽级和压窄级的色散补偿器件,基于色散管理的全新2μm全光纤CPA技术方案。通过对各级器件参数的实验摸索,实现对各级色散与非线性效应的精确控制,从而能够有效调控各级运转输出的光谱和脉宽。最终在基于色散管理的2μm全光纤CPA系统中实现10 W级的平均功率输出。输出脉冲宽度在10 ps以下,对应峰值功率可以达到30 k W级。结合2μm全光纤CPA系统方案设计的经验,将3.72 W平均功率输出,重频31.6 MHz,脉冲宽度压窄至～10 ps级,对应输出峰值功率约为11.7 k W的2μm CPA系统首次应用于泵浦一段In F3光纤,研制了基于In F3光纤输出的中红外超连续谱光源。获得平均功率2.536 W,转化效率80%,20 d B谱宽覆盖1855至3250 nm,长波边展宽至3650 nm的输出。