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超短脉冲被动锁模掺镱光纤激光器因其在激光加工、医学、非线性光学、生物和核物理等方面的广泛应用，近年来备受关注。由于镱离子具有较高的转换效率，并且掺镱光纤激光器工作在全正色散区域，孤子经历更为复杂的过程，因此，对掺镱光纤激光器中孤子动力学过程的研究将会非常有意义。到目前为止，有多种技术可以实现被动锁模，例如利用非线性偏振旋转(NPR)、非线性光放大环形镜(NALM)、非线性光学环形镜(NOLM)以及真实可饱和吸收体(SA)等。然而，相比于NPR、NALM/NOLM技术，用真实SA实现锁模能够获得更加稳定的脉冲输出。另一方面，纳米材料的迅猛发展也为制备高性能的真实SA提供了更多的选择。石墨烯由于具有宽可饱和吸收特性、低可饱和吸收阈值、较大的调制深度等优点被广泛应用于光纤激光器中。通过激光Z扫描技术(Z-scan)测量发现，石墨烯具有很高的非线性效应，其三阶电极化率|X3|≈10-7 e.s.u.（e.s.u.为静电学单位），是普通玻璃介质的108倍，有利于多脉冲甚至高阶谐波的产生。从技术上来说，利用倏逝场的光镊效应将石墨烯沉积至微纳光纤上不仅可以提高石墨烯锁模器的损伤阈值，而且能够增加光场和石墨烯锁模器的有效作用长度。通过控制制作参数，可得到超低偏振相关损耗的石墨烯锁模器。本文围绕微纳光纤石墨烯锁模器的制备和特性，对该锁模器在掺镱光纤激光器的应用进行了研究，主要研究内容包括: 1)简要介绍了掺镱光纤激光器的原理及研究进展，详细阐述了脉冲在不同激光腔中的形成机制。为了获得更加稳定的脉冲输出，提出了采用真实SA在掺镱光纤激光器中实现锁模。 2)主要探讨了微纳光纤石墨烯锁模器的制备方法并研究了其光学特性。首先，介绍了微纳光纤的实验制备及光传输特性，并且分析了石墨烯的结构和特性。重点介绍了微纳光纤石墨烯锁模器的制备过程，研究了其特性，包括可饱和吸收特性、偏振特性等。 3)详细阐述了耗散孤子共振(DSR)理论和实验的发展进程。将制备好的微纳光纤石墨烯锁模器接入掺镱光纤激光器中，获得了双波长DSR输出，两个中心波长分别为1061.8 nm和1068.8 nm。当泵浦功率从187mW增加到370mW时，脉冲宽度从1.41 ns增加到4.23 ns。然而，受到泵浦功率和锁模器插损的双重限制，单个脉冲最大输出能量仅为1.713 nJ。 4)研究了石墨烯的高非线性效应在掺镱光纤激光器中的应用。通过增加石墨烯沉积的长度，在基于微纳光纤石墨烯锁模器的全正色散掺镱光纤激光器中获得了多脉冲以及孤子分子的输出;利用激光腔的弱偏振相关特性，研究了孤子分子和多脉冲的矢量特性。群速度锁定矢量孤子分子的两个偏振分量的中心波长偏移0.65nm，因此两个偏振分量的孤子能够克服双折射以相同的群速度传输。此外，我们还在实验上研究了多脉冲的矢量特性。