近几十年来，随着高功率纳秒激光器的技术不断进步，全球范围内对高功率纳秒激光器的需求也不断增加。该激光光源所涉及的领域极其广泛，因此具有巨大的发展潜力以及应用价值。目前，在工业领域对1μm波段的高功率纳秒激光器的需求更是不断扩大。从增益介质上来看，光纤激光器和固体激光器都可以产生1μm波段的高功率纳秒激光。然而，与固体激光器相比，光纤激光器有着结构紧凑，成本低廉等诸多优点，因此，高功率、大能量的脉冲光纤激光器被誉为最新一代的工业加工光源，并且在高功率的激光加工中有着广泛的应用。那么，为了促进我国在高功率激光加工领域的发展，对于高功率纳秒脉冲光纤激光器的研究具有十分重要的现实意义。　　本论文的主要研究内容为基于全光纤结构的高功率掺镱纳秒脉冲光纤激光器。首先，我们研究基于半导体调制技术的高功率纳秒脉冲光纤激光器，其主要技术为直接半导体调制技术以及主振荡功率放大(MOPA)技术。其次，我们将研究全光纤结构的复合双腔纳秒脉冲光纤激光器，利用增益光纤作为可饱和吸收体，实现高功率纳秒脉冲输出。本论文的具体研究内容如下:　　1.对高功率掺镱纳秒脉冲光纤激光器的基本原理进行分析。结合掺镱光纤的能级结构和发光特性，对利用掺镱光纤作为增益介质产生1μm波段的激光特性进行详细介绍。阐述了光纤激光器中产生纳秒脉冲输出的主要技术及其工作机制，主要包括调Q技术、增益开关技术以及半导体调制技术。　　2.对半导体激光器的工作原理及其调制特性进行理论研究，并根据激光速率方程分析了光纤放大器的工作原理及其非线性效应。详细阐述以掺镱光纤作为可饱和吸收体，结合复合双腔的独特结构实现脉冲输出的工作原理，并建立理论模型进行数值仿真。　　3.基于半导体调制技术的全光纤高功率掺镱光纤激光器的实验研究。利用脉冲电路驱动半导体激光器，产生平均功率为510μw、脉冲宽度为44ns、重复频率为20kHz的1064nm激光输出。经过MOPA结构的光纤放大器，获得平均功率20.11W脉冲输出，同时脉宽窄化到8.8ns，相应的单脉冲能量约1mJ，峰值功率达到113kW，输出激光中心波长为1064.2nm，光束质量M2＜1.8。　　4.基于全光纤结构的复合双腔纳秒脉冲光纤激光器的实验研究。内腔采用纤芯直径为10μm的掺镱光纤作为可饱和吸收体，外腔采用纤芯直径为20μm的掺镱光纤作为增益光纤，使用过渡光纤进行连接，实现最大输出功率21.8W，最窄脉宽为36ns，脉冲重复频率在9.5kHz-67kHz范围内可调。