光纤激光器相对于传统激光器具有结构紧密、重量轻、体积小、可靠性高、使用维护成本低等特点，在激光加工、国防、医疗、高速光通信等领域具有广泛的应用前景，近年来得到了迅速的发展。和传统激光器一样，光纤激光器是由激励源、增益介质、谐振腔三部分组成。作为新一代激光器，目前国内外的研究方向和热点已经从传统孤子激光器转向超短脉冲光纤激光器、高功率光纤激光器、窄线宽可调谐光纤激光器、多波长光纤激光器等。　　作为目前光纤激光器的主要成员——掺铒光纤激光器一直是研究的热点之一。由于铒离子本身的特性，掺铒光纤激光器的激光输出通常都在1550nm附近，位于光纤介质的反常色散区域，光纤内的非线性效应以及周期性扰动严重制约了脉冲能量，又因为光纤介质纤芯小，增加泵浦输入功率通常的结果是导致非线性效应的增强，从而产生脉冲分裂，大大降低了脉冲的峰值功率。而掺镱光纤激光器则有所不同，它工作在1060nm附近，为正色散区域，没有非线性与色散之间的调制不稳定性作用，因此天生具备抵抗脉冲分裂的能力，因此得到越来越多研究人员的重视。　　光纤激光器通常由单模光纤搭建而成。理想情况下，单模光纤是没有双折射效应的，由于材料的缺陷和各种弯曲应力的影响，导致单模光纤具有弱双折射效应，使单模光纤能够支持等效成垂直和水平两个偏振分量的传输。双折射使脉冲两偏振成分出现了不同的群速度与相速度，而成分不同的相速度，将导致光脉冲的偏振态在传输中不断变化，不同的群速度导致时域的光脉冲展宽乃至分裂，这种现象就是偏振模色散(Polarization mode dispersion，PMD)。对于10 Gb/s以上的光传输系统，由光的偏振所引起的偏振相关损害影响越来越大。入射光波偏振态以及光纤及光器件的偏振特性的不同，光脉冲载波在光纤中进行信息传输时将受到不同的偏振相关损害影响。偏振相关损害主要有以下几种类型:光纤中偏振模色散、电光调制器中的偏振相关调制(Polarization dependent modulation，PDM)，光放大器中的偏振相关增益(Polarization dependent gain, PDG)，光纤器件与传输系统中的偏振相关损耗(Polarization dependent loss，PDL)等。目前，消除偏振相关损害的办法有两大类:动态、实时补偿;及使用非线性脉冲，这种脉冲能自适应双折射环境，从而抵抗传输环境的影响。矢量孤子在光纤中传输时经历的是传统的哈密顿系统，仅受到非线性效应以及色散的影响。而在光纤激光器则处于耗散系统中，不仅受到非线性效应以及色散的影响，还受到增益、损耗等多维影响。因此，研究光纤激光器中的矢量孤子，对改善传输系统的传输质量是非常有意义的。　　我们知道，被动锁模光纤激光器能产生矢量孤子。然而，一些锁模技术例如非线性偏振旋转，会在激光腔内加入偏振相关器件使激光腔内的激光固定在同一个偏振模式，因此此类锁模技术并不适合研究矢量孤子特性。一些非偏振相关型锁模器件，例如半导体可饱和吸收体(Semiconductor Saturable Absorber)、碳纳米管(Carbon Nano Tube)、石墨烯(Graphene)或者拓扑绝缘体(Topologicalinsulator)和金纳米棒(Gold Nanorods)的被动锁模激光器对于研究矢量孤子特性比较合适。到目前为止，借助光纤双折射的增强和泵浦功率的提升，一些矢量孤子，例如群速度矢量孤子(GVLVSs)、偏振旋转矢量孤子(PRVSs)和偏振锁定矢量孤子(PLVSs)已经在实验上获得。　　本文主要研究“8”字形腔掺镱光纤激光器中锁模脉冲特性，主要对激光器产生的矢量孤子进行了实验研究，其主要内容包括以下几个方面:　　Ⅰ)简述光纤激光器的的特点，以及被动锁模光纤激光器的基本原理。　　Ⅱ)阐述四种被动锁模光纤激光器技术，并叙述使用这四种技术的锁模激光器产生的矢量孤子的发展状况。介绍了基于非线性反射环形镜的“8”字形被动锁模掺镱光纤激光器的工作原理。　　Ⅲ)介绍了目前矢量孤子研究的热点，研究了基于非线性反射环形镜的“8”字形掺镱光纤激光器中产生的孤子捕获（群速度锁定矢量孤子）现象、群速度锁定矢量孤子的多脉冲现象、诱导孤子现象、以及耗散孤子共振的现象，并分析了它们的形成机制。　　Ⅳ)介绍了目前高阶偏振锁定矢量孤子的研究状况，研究了基于非线性反射环形镜的“8”字形掺镱光纤激光器中产生的高阶偏振锁定矢量孤子现象，并分析了它的形成机制。　　最后，总结全文，指出需要改进的方面以及展望。