随着稀土掺杂光纤激光器和光纤放大器的出现，非线性光纤光学从二十世纪末开始得到了快速的发展。一方面，光纤中的非线性效应对光通信中光波系统的性能有着不利的影响，比如脉冲展宽、信号畸变、信道间串扰等。另一方面，非线性效应在全光信息处理器件及宽带光源等全光通信器件中有着重要的应用，比如全光波长转换器、光开关、光缓存器、多信道通信光源等。因此，我们要尽量减小这些不利的非线性因素对整个系统的影响，同时也要利用光纤中的各种非线性现象来研制新型光通信器件，使其在科研和实际应用中发挥重要的作用。目前，在高速光通信网中，通信系统中存在的电子设备限制了信息传输容量的大幅度提升。解决这一问题的关键是开发新型光子学器件来代替这些电子设备。在未来超高速光网的建设中，光开关和路由器是其中重要的组成部分，而光缓存器是实现信号路由的关键器件。因此，研制新型高效率全光可调延时器或缓存器来替代电子存储设备是目前光子学研究中最前沿的方向之一。近年来，研究者们提出了大量的方案来实现全光可调延迟器，其中利用光纤中受激布里渊散射效应是最有潜力的方案之一。然而，通过这种方法实现的可调慢光延迟会伴随着输出脉冲的宽化。在光通信中这种宽化现象会导致误码率的增大，从而影响光信号的传输质量。围绕这个问题，本文提出了一种利用双布里渊增益谱来实现可调脉冲压缩的方法。通过求解光纤中的非线性薛定谔方程及基于双布里渊增益谱的振幅耦合方程，得到了输出脉冲的数值解。当改变布里渊双泵浦光之间的频率间隔时，我们获得了脉冲宽度连续减小的输出脉冲。脉冲压缩比从1.63变化到了0.29，也就是说输出脉冲的脉宽可以被压缩到原来脉冲的0.29倍。但是随着脉冲压缩比的减小，输出脉冲后沿出现了明显的畸变。为了分析影响输出脉冲质量的因素，文中详细地讨论了布里渊双泵浦光的频率间隔、泵浦光功率以及输入脉冲的形状与输出脉冲畸变的关系。这为在实际应用中优化该脉冲压缩方法提供了理论基础。基于上述原理的可调脉冲压缩器可用作布里渊慢光延迟器的下一级，将展宽了的脉冲压缩，实现零脉冲宽化延迟。本论文的另一个工作是基于碲酸盐微结构光纤的超连续谱产生的研究。我们设计并自制了基于碳纳米管可饱和吸收体的飞秒锁模光纤激光器和碲酸盐微结构光纤。所搭建的飞秒光纤激光器输出波长为1560nm，脉冲宽度为440fs,重复频率为50MHz。经过两级掺铒光纤放大器（EDFA）放大后，输出激光的平均功率可达246mW，脉冲宽度为300fs。将放大的飞秒脉冲激光耦合到碲酸盐微结构光纤中，获得了覆盖1300nm到2100nm的超连续光源。由于其光谱覆盖了1310nm和1550nm两个通信波段，这使得它能够作为一种多信道通信光源应用在光通信波分复用（WDM）系统中。另外，该光源的工作波长一直延伸到了2微米以外的中红外光谱区域，这使得其在红外光学传感、光电对抗等领域中具有潜在的应用前景。