由于光纤激光器和放大器具有绝对理想的光束质量、超高的转换效率、完全免维护、高稳定性以及体积小等优点而成为激光领域的发展热点,脉冲激光器可以完成一般的激光技术或工具所不能完成的工作,在信息、能源、环境、医疗、国防和基础科学研究等领域产生了一批重大发现和重要研究成果,本论文的主要工作是研究利用大模场面积掺镱光纤制作的高功率脉冲光纤激光放大器,致力于构造一个全光纤脉冲功率放大系统,使其能产生具有高峰值功率和高能量的脉冲。本文分析了掺镱光纤放大器的机理,包括镱离子的吸收辐射特性,脉冲在光纤中的传输方程,以及光纤中的非线性效应,重点分析了受激拉曼散射的影响。针对脉冲激光器所需要承受更高的峰值功率,为提高光纤的功率容限,研究了一些用于高功率放大器中的大模场面积光纤。纤芯中的信号质量由光纤的折射率分布、掺杂浓度以及包层形状等光纤的结构细节决定。对几种常见折射率分布下各模式的弯曲损耗进行了仿真,仿真结果表明在一定弯曲半径下弯曲光纤,能使高次模的弯曲损耗与基模相比大得多,从而改善在光纤中传输的信号的模式质量,实现单模传输。设计了多级掺镱光纤脉冲放大器的具体结构,输出的初始脉冲经过前置放大器、中间级放大器和后置放大器,在一系列掺镱光纤放大器中被放大。中间级放大器和后置放大器用大模场面积光纤组成。在前置放大器中信号被显著放大,产生了较大的信号功率增益。为了进一步放大信号而不产生非线性效应,中间级放大器采用大模场面积光纤构成,这样就能有效降低纤芯中的光功率密度,避免非线性效应的产生。前两级放大器主要是用来增大信号功率,但光转化效率则较低,在后置放大器中信号达到了增益饱和状态,显著提高了光转化效率,从而进一步放大信号。研究了非线性效应产生的原因以及克服这些非线性效应的方法,并在脉冲宽度为1ns-10ns和脉冲频率为10kHz-100kHz的情况下对系统性能进行了仿真。