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早期的超连续谱作为多信道通信光源，在密集波分复用系统中发挥作用;随着大芯径掺杂光纤的问世以及光纤泵浦技术的发展，具有高功率的超连续谱光纤激光器，使其应用范围逐渐向通信以外的其他行业拓展，新阶段的超连续谱光纤激光器，将在工业产品检测、大气监测、国防军事等领域发挥作用。本文从理论和实验两方面出发，对全光纤结构的覆盖可见光波段的超连续谱的产生及其输出光谱的特性进行了研究。针对如何在保持覆盖短波段可见光谱的同时，提高超连续谱整体的平均功率这一关键问题，进行了理论和实验研究，解决了相关的技术难点，并在对系统优化后，完成了高功率超短脉冲超连续谱光纤激光器样机。研究中获得的主要研究成果如下: 1.利用有限元分析法，对不同结构的光子晶体光纤进行了数值模拟，获得了光子晶体光纤的色散、有效模场面积、非线性系数、限制损耗等参数随波长变化的规律，对之后光子晶体光纤的选择，以及分析其结构对超连续谱特性的影响具有指导作用。 2.搭建了三种不同机制的锁模脉冲光纤激光器，并分别对其进行功率放大，获得了适合产生高功率超连续谱的百瓦脉冲泵浦源。对于被动调制锁模，利用设计的腔外光纤倍频技术，获得了有效的四倍频效果，间接地控制了信号光放大过程中各放大级脉冲的峰值功率，从而有效地抑制了受激拉曼散射(SRS)等非线性效应的产生，保证了光纤放大器的正常运转;研究了高功率情况下的剩余泵浦光的剥离问题和模式控制问题。 3.通过数值模拟得出了皮秒脉冲光在靠近零色散点的反常色散区，泵浦光子晶体光纤产生超连续谱;利用搭建的被动锁模光纤放大器作为泵浦源，泵浦几种不同结构的光子晶体光纤产生超连续谱;从理论和实验两方面，对不同条件下超连续谱的产生过程及光谱展宽特性进行了研究，得出了相关结论;讨论了提高超连续谱可见光部分功率的问题。 4.通过实验，设计并实现了两种适用于高功率情况下的光纤模场匹配器(MFA):第一种是通过光纤拉锥再熔接加入自制模场匹配器的方法;第二种是直接熔接级联光纤并“匀化”处理熔点的方法。利用符合实验要求的高功率光纤模场匹配器(HPMFA)，有效解决了由于大模场面积光纤和光子晶体光纤模场不匹配带来的泵浦光耦合效率低和光纤熔点处的热积累问题，保证了高功率光纤超连续谱系统的正常工作，该自制模场匹配器在100W时通光效率为80％。 5.通过优化泵浦脉冲以及光子晶体光纤的相关参数，完成了50W超短脉冲超连续谱光纤激光器样机，其巾光谱范围450nm-1700nm，光谱整体平坦度小于12dB，可见光波段平坦度小于7dB。这也是国内目前报道的该功率级别情况下（大于50W，平坦度小于12dB时），覆盖到可见光波段，短波方向频域光谱展宽边界最短的超连续谱光纤激光器案例。