掺铥光纤激光器可广泛应用于激光医疗、人眼安全雷达、非金属材料加工、光电对抗等众多领域，具有其它波段光纤激光器不可替代的重要作用。此外，高功率掺铥光纤激光器也是产生2～5μm波段高功率中红外激光首选的泵浦源。本文主要对2μm波段高功率超短脉冲掺铥光纤激光器、2μm波段高功率窄线宽波长可调谐掺铥光纤超荧光源、以及高功率中红外拉曼光纤激光器进行了深入研究。本文主要研究工作和成果包括:　　1.实现高功率(240W)、线偏振、皮秒掺铥光纤激光输出　　利用光纤布拉格光栅作为滤波器来控制锁模掺铥光纤激光器的脉宽和光谱形状，结合纤芯泵浦高掺杂双包层光纤技术，实现了2μm波段高稳定性、线偏振、皮秒脉冲激光输出。利用该线偏振、皮秒掺铥光纤激光作为种子源，结合非线性脉冲放大技术，在国际上研制出了百瓦量级、全光纤结构、线偏振、皮秒掺铥光纤激光器，最高平均输出功率为240W，偏振消光比＞15dB，脉冲宽度为45ps。该结果为目前国际上2μm波段全光纤结构超短脉冲激光器所产生的最高平均输出功率。　　2.实现高功率(364W)、窄线宽、可调谐掺铥光纤超荧光输出　　利用光纤超荧光源与传统激光存在的本质区别，提出了利用窄线宽光纤超荧光作为种子源来抑制光纤放大器中的SBS效应。在国际上研制出了百瓦量级、全光纤结构、窄线宽、波长可调谐掺铥光纤超荧光源，使之成为一种兼具荧光及激光特性的新型高亮度光源。窄线宽光纤超荧光源中心波长可从1940nm调谐到2020nm，调谐过程中最高输出功率为364W，3dB光谱线宽为2.1nm。该工作为有效解决光纤放大器中的SBS效应问题指引了方向，为进一步高功率多光束光谱合束提供了新途径。　　3.实现高功率(14.3W)、全光纤结构、中红外拉曼光纤激光输出　　利用研制的中心波长为1963nm的高功率连续掺铥光纤激光器作为泵浦源，级联泵浦一段高非线性石英光纤，得到了平均功率为14.3W的中红外拉曼光纤激光输出，激光中心波长为2147nm，3dB光谱带宽为2.3nm。1963nm泵浦激光转换到2147nm拉曼激光的光-光效率为38.5％，输出功率未能进一步提升仅受限于当前最大泵浦功率。该结果为目前国际上中红外波段拉曼光纤激光器所产生的最高平均输出功率。