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相干反斯托克斯拉曼散射（Coherent anti-Stokes Raman scattering,CARS）显微成像技术是一种无标记光学非线性成像技术,具有非侵入信号强和三维层析能力,在生命科学领域有很好的应用前景。传统的空间光学型CARS技术基于固体脉冲激光器,系统结构庞大、稳定性差、价格昂贵并且需要专人维护,限制了其推广应用。为克服这些问题,本文对基于光纤四波混频效应的全光纤CARS光纤参量发生器进行研究,研究了光纤四波混频的基本原理,用该原理指导了CARS光纤参量发生器的实验设计并得到实验结果,这一研究对研制新型的CARS成像技术具有重要的应用价值,主要包括以下内容:1.对光纤中的四波混频效应进行理论分析,从光纤非线性理论出发,详细阐述了四波混频的产生机理,并在此基础上对非线性系数、光纤长度、泵浦功率、走离效应等影响四波混频转换效率的因素进行了分析,明确了实现CARS光纤参量需要的短脉冲光纤泵源和非线性光纤的参数。2.对用于CARS成像光纤参量发生器的泵源的研究中,在单波长泵浦源实验中选取重复频率为6.4MHz和23MHz两种泵浦源作为CARS成像光纤参量发生器的泵源,其平均功率放大到1.5W和2W;在可调谐泵源系统中,皮秒脉冲种子源经过一级放大后通过光纤展宽器对脉冲进行展宽并引入一定的线性啁啾,光谱展宽到5nm,连接可调谐滤波器得到对泵浦光波长调谐的目的,再通过包层放大得到高峰值功率的激光脉冲输出。3.在可调谐泵浦波长实验中,信号光和闲频光随着泵浦波长的改变,建立新的四波混频关系,当泵浦高非线性光纤时,泵源的可调谐范围为10261034nm,信号光调谐范围为982nm993nm,闲频光调谐范围为1123nm1139nm;当泵浦波长为1032nm时,达到信号光和闲频光的最高转换效率,分别为7%和20%,信号光和闲频光的中心波长分别为988m和1132nm。4.当泵浦光子晶体光纤时,泵源的可调谐范围为10251036nm,信号光在842942nm范围内可调,闲频光在11501308nm范围内可调,当泵浦波长为1033m时,达到信号光和闲频光的最高转换效率,分别为20%和10.2%,信号光和闲频光的中心波长分别为906nm和1192nm。其信号光的最短波长可以调谐到842nm,闲频光的最长波长到达1308nm,这就为我们建立用于相干反斯托克斯拉曼散射成像光纤参量发生器的研究奠定了基础,其泵浦光和信号光的频差覆盖963cm-12120cm-1。