被动锁模光纤激光器是一种重要的激光器,其输出脉冲具有脉宽极窄、峰值功率高和光谱宽等特点,这使得被动锁模光纤激光器在非线性光学、高速光通讯、生物医学工程、激光微加工和激光雷达等多个领域都有着广泛的应用。最近出现的新型二维材料如石墨烯(Graphene)、过渡金属硫化物(包括层状二硫化钼(Mo S2)、二硫化钨(WS2))等,因为其良好的电子学和光学特性,已引起各国科学家的广泛关注,基于二维材料的锁模光纤激光器成为当下激光技术领域的研究热点。所以,该项研究具有重要的学术意义和应用价值。本文的主要研究内容如下:首先,采用化学气相沉积(CVD)法制备了少数层(few-layer)Mo S2,并表征了其材料特征和光可饱和吸收特性。搭建了基于该少数层Mo S2的被动锁模光纤激光器,获得了稳定的锁模孤子脉冲输出。获得脉冲输出中心波长为1571.3 nm、光谱宽度为2.8 nm、脉冲宽度为0.91 ps。另外,还分析讨论了激光谐振腔的净色散与脉冲宽度的关系,并通过数值模拟对已报道的实验结果进行了进一步的佐证。其次,采用CVD法制备了石墨烯、层状Mo S2和WS2,并通过独特的转移工艺制备得到Graphene/Mo S2异质结和Graphene/WS2异质结。表征了这两种异质结的材料特征和可饱和吸收特性,然后分别搭建了基于这两种异质结的被动锁模光纤激光器,都获得了稳定的锁模孤子脉冲。利用基于Graphene/Mo S2异质结的锁模光纤激光器,获得了中心波长为1571.8 nm、光谱宽度为3.5 nm、脉冲宽度为0.84ps的稳定孤子脉冲输出;利用基于Graphene/WS2异质结的锁模光纤激光器,获得了中心波长为1561.5 nm、光谱宽度为3.4 nm、脉冲宽度为0.78 ps的稳定孤子脉冲输出。最后,建立了利用光纤双折射效应实现石墨烯锁模光纤激光器波长调谐的物理模型,数值模拟了该激光器的波长调谐特性,并与已报道的实验结果对照分析。数值模拟结果显示,在净色散为负的激光腔中,通过调节光纤的双折射,实现了锁模脉冲的中心波长在1554 nm到1566 nm范围内的调谐;在净色散为正的激光腔中,通过调节光纤双折射,实现了锁模脉冲的中心波长在1556 nm到1564 nm范围内的调谐。数值模拟的结果与已报道的实验结果是一致的。