超短激光脉冲具备宽光谱、短脉宽及高峰值功率等特性,有广泛的应用前景。基于全光纤结构的超短脉冲放大器具有结构紧凑、稳定性好、抗干扰能力强等优点,具有较大的研究价值。本课题主要针对1.5μm波段,研究了两种全光纤结构的超短脉冲放大与压缩技术。一种基于自相似放大,并用高非线性光纤进一步展宽光谱以获得更短脉冲;一种基于孤子压缩效应,在放大同时压缩脉冲。取得的主要研究成果如下:1.对基于正常色散增益光纤的全光纤放大系统,数值仿真表明入射脉冲初始状态会影响其演化过程。当入射脉冲能量和脉宽满足一定关系时,脉冲在有限长增益光纤中会以更快的速度演化为抛物线脉冲。实验上基于自相似放大技术获得了平均功率175.9 m W,脉冲宽度59 fs的脉冲输出。利用高非线性光纤进一步展宽光谱,克服掺铒光纤增益带宽限制;通过光纤压缩,在实验中获得了中心波长为1560nm,重复频率为50 MHz,平均功率为135.4 mW,脉宽为27 fs的超短脉冲输出。2.对基于反常色散增益光纤的全光纤放大压缩系统,我们通过数值仿真,研究如何通过优化输入脉冲的啁啾特性,利用孤子压缩效应直接获得高功率、短脉宽脉冲输出;研究了如何优化光纤的色散与非线性参数来获得更高能量的超短脉冲输出。数值仿真显示,在我们所选取的光纤参数下,利用基于反常色散增益光纤的全光纤放大系统,获得输出的中心波长约1650 nm,重复频率为50 MHz,平均功率约200 m W,脉冲宽度为50 fs的高质量脉冲直接输出。采用非线性系数更小、群速度色散更大的增益光纤,可以获得更高能量的超短脉冲输出。