近几年，在激光技术领域，利用碳纳米管（SWCNTs）饱和吸收体来实现被动锁模的研究备受关注，用此方法制作的激光器输出的超短脉冲激光平均功率高，光的转换效率高，光谱的范围广，并且易启动，结构简单。碳纳米管饱和吸收体被动锁模的形式主要分为两类：一类是碳纳米管与纤芯中的光场直接相互作用来产生饱和吸收体，实现超短脉冲激光的输出。这类锁模形式容易使碳纳米管产生热损伤和机械损伤，导致光纤激光器输出脉冲的功率低，光束的质量差。另一类是碳纳米管（CNTs）与光纤中的倏逝场相互作用来产生饱和吸收体，实现超短脉冲激光的输出。与第一类锁模形式的光纤激光器相比，这类锁模形式的光纤激光器输出光束的质量稳定性好，脉冲的峰值功率高，并且更容易得到fs量级的光。本文用双包层光纤作为增益介质，大功率多模输出半导体激光器作为泵浦源，利用单壁碳纳米管与倏逝场相互作用，实现了fs量级超短脉冲激光的输出。本文的主要研究工作如下：1、详细介绍了被动锁模光纤激光器的基本结构、分类以及应用，概括了国内外碳纳米管锁模光纤激光器的研究现状。2、建立了超短脉冲在光纤中传输时的理论模型，仿真分析了群速度色散（GVD）、三阶色散、自相位调制对超短脉冲演化的影响，另外，采用时域ABCD矩阵方法对碳纳米管锁模光纤激光器进行了理论研究，理论分析了腔内各参量对激光器输出特性的影响，为后续光纤激光器的设计奠定了理论基础。3、阐述了单壁碳纳米管的光学与光电特性，详细讨论了单壁碳纳米管锁模器件的制作过程，包括单壁碳纳米管溶液分散，单模D型光纤的制作，研究了碳纳米管饱和吸收体的吸收特性，并对其锁模原理进行分析。4、制作出碳纳米管锁模环形腔双包层光纤激光器的实验装置，对碳纳米管锁模光纤激光器的输出特性进行了详细的测试分析，获得了平均功率为百毫瓦量级的fs脉冲激光的输出。