2 μm波段的光纤激光器具有泵浦光耦合效率高,人眼安全,噪声小,光束质量好等优点,广泛运用在光纤通信、激光气体检测、光纤传感等领域。在气体检测等实际应用中,需要使用窄线宽、可调谐的激光器,以提高精度、增加测量范围。本文设计了高功率的2μm波段可调谐、单纵模光纤激光器,最终实现宽调谐范围、单纵模运转状态稳定、信噪比良好的输出结果。本论文首先介绍了光纤激光器的应用、基于激光技术不同的激光器分类,然后介绍了2 μm波段可调谐光纤激光器的研究意义、单纵模光纤激光器的研究现状。从铥离子的能级出发,分析了 2 μ m波段增益光纤、泵浦源的选择,分析了泵浦方式与谐振腔结构的选择依据等,并介绍了包层泵浦技术。本文的实验部分主要包括以下几个方面:1.制作了掺铥光纤放大器(TDFA)。单纵模激光的输出功率本身有限,并且在不同波长处,增益光纤所能提供的光学增益和整个谐振腔的传输损耗也不尽相同,这又导致了同一谐振腔中不同波长的激光输出功率不一致。因此,需要掺铥光纤放大器对激光的输出功率进行进一步放大,使得最终输出适合实际使用。当泵浦光功率达到900mW时,实现了放大后功率大于400mW,光谱质量良好的放大输出。2.对于掺铥光纤放大器的泵浦源,设计了用于预防大的掺铒光纤放大器(EDFA),并对放大器的结构和泵浦方式进行优化设计,最终实现输出功率大于900mW,信噪比大于40dB的高质量的1580nm激光输出。3.设计了 2μm波长的激光器谐振腔,并设计了超窄带宽滤波器结构,窄带宽滤波器由一段未泵浦的保偏掺铥光纤与光纤反射镜组成,调节偏振控制器使得在未泵浦保偏掺铥光纤中相向而行的激光叠加形成驻波场,驻波场对保偏掺铥光纤有调制作用,在其中形成动态光栅,从而具有超窄带宽滤波效应,加入可调滤波器实现激光器的调谐;对光路结构、输出耦合比等进行了优化,比较了光耦合器不同位置及耦合比下输出光谱的质量和功率。采用793nm高功率半导体激光器,实现了调谐范围大于100nm,信噪比最小值大于30dB的输出,最大输出功率超过100mW的激光输出。