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超短脉冲激光器在材料加工、生物医学、超快光谱学、非线性光学以及光纤通信等领域具有相当广泛的应用。而在多波长泵浦-探针实验、相干反斯托克斯拉曼光谱、多光子激发显微镜以及时间分辨光谱等方而，波长可调谐超短脉冲激光器显得十分重要。在大多数情况下，可调谐超短脉冲可以利用固体激光器或染料激光器实现，但是体积庞大、结构复杂以及可调谐范围窄等缺点制约了它们的发展。近十年来，基于孤子自频移效应的可调谐超短脉冲光纤激光器因具有调谐范围宽、输出脉冲窄、结构简单紧凑、抗环境干扰能力强和成本低廉等特点，在许多领域中展现出独特的优势和广阔的发展前景。因此，本论文主要围绕着基于孤子自频移效应实现全光纤可调谐超短脉冲激光器展开了全面系统的研究，主要包括以下内容: 1.对光纤中的孤子自频移效应进行理论分析研究。从麦克斯韦方程组出发，推导出描述光脉冲在光纤中传输的非线性薛定谔方程，详细阐述了孤子自频移的产生机理，并在此基础上对光孤子的形成、受激拉曼散射和高阶孤子分裂等影响孤子自频移的主要因素进行了介绍分析，为可调谐超短脉冲光纤激光器的研究奠定基础。 2.对基于飞秒掺铒光纤激光器和高非线性光纤产生可调谐超短脉冲进行实验研究。利用SESAM进行锁模，搭建了全光纤主振荡腔，实现了中心波长为1564nm，重复频率为32.9MHz，光谱宽度为6.9nm，脉冲宽度为490fs的光脉冲输出，经过放大压缩后，输出功率可以达到45mW，脉冲宽度在100fs左右。将该飞秒脉冲耦合到高非线性光纤中，当变化输入功率时，孤子脉冲的波长可以在1.6～2.32μm范围内连续可调。为了提高孤子脉冲的输出功率，利用两级单包层掺铥光纤放大器对其进行放大。当输出功率为2W的1560nm掺铒光纤激光器泵浦掺铥光纤放大器时，得到了最大输出功率为360mW，脉冲宽度为94fs，相应的峰值功率为105kW，中心波长为1.93μm的超短脉冲输出。运行数个小时后，全光纤激光器系统表现出了异常的稳定性，其信噪比高达70dB。 3.对基于掺铥光纤放大器产生可调谐超短脉冲进行实验研究。实验中对比了不同的锁模机制对产生可调谐超短脉冲的影响。其中，基于色散管理锁模得到了在1.9～2.36μm波长范围内连续可调的孤子脉冲。种子源是一个基于SESAM锁模的掺铥光纤振荡器，输出脉冲的中心波长为1922.8nm，谱宽为28.4nm，重复频率为34.15MHz，输出功率为2mW。将其耦合到掺铥光纤放大器中，随着泵浦功率的增加，脉冲波长调谐范围可以从1.9μm到2.36μm，最高输出功率可以达到1.16W，其转换效率高达95％。