提出了一种用于单纵模激光器选模的基于光纤耦合器的光纤复合环腔（CRC）滤波器的仿真方法，利用该方法对两种新型双耦合器双环CRC （DCDR-CRC）滤波器及三耦合器双环CRC （TCDR-CRC）滤波器进行了理论仿真，通过引入游标原理，分析了两种滤波器在不同环长差下的滤波特性，并通过调整DCDR-CRC及TCDR-CRC的耦合比、环长及环长差，对有效自由光谱范围 （FSR）、抑制比 （SR）及主透射峰带宽进行优化，计算结果表明优化后环腔的有效FSR可有效抑制波长选择器传输通带内的增益竞争，较低的SR可以抑制CRC滤波器相邻透射峰之间的增益竞争，较窄的主透射峰可以保证仅有一个激光器的纵模被选择。

设计研制了波长为1 064 nm的半导体激光器泵浦单频Nd∶YAG激光振荡及功率放大系统。仿真分析了激光晶体的端面温度分布，采用低掺杂浓度激光晶体和端面键合方式有效改善了晶体棒的端面热效应。激光振荡级采用环形腔内插入法拉第旋光器、偏振片、半波片和声光Q开关的方式，在重复频率25 Hz下获得了能量2.18 mJ、脉冲宽度63.2 ns的单向单频脉冲激光输出。经过一级放大后，最终获得了能量15.85 mJ、脉冲宽度62.7 ns的单频脉冲激光输出。

实现了一种基于负曲率反谐振空芯光纤的级联型光纤传感器件，并从理论和实验上分别研究了其反谐振干涉和多模干涉两种机理的温度传感特性。器件由单模光纤、渐变折射率多模光纤与空芯光纤级联熔接制成，在实现高效率耦合下，基于两种机理实现温度传感并进行比较研究。仿真分析了空芯光纤的纤芯模式和包层管模式，基于光纤材料的热膨胀和热光效应理论研究了温度传感特性。实验结果表明，基于反谐振干涉和多模干涉机理的温度灵敏度分别为17.29 pm/℃和7.70 pm/℃。

高功率光纤激光器通常采用如水冷散热方式进行控温，难以满足轻量化等的需求。而利用相变储能材料的特性，采用多相变控温技术，可大幅减小高功率光纤激光器系统的体积、重量。对光纤激光器的温控技术进行了分析，采用多相变温控技术，实现了波长1.08 μm、最大功率1.26 kW的全光纤激光输出，光-光效率75.4%，光束质量因子M_x²=1.21，M_y²=1.23，有效减小了激光器的体积和质量，为高功率光纤激光器的热管理提供了新方法。

报道了一种基于主振荡功率放大结构的全光纤化1064 mm线偏振单频光纤放大器。种子源是一个线宽约为3 kHz的单频光纤激光器。输出功率为50 mW的种子激光经两级掺Yb保偏双包层光纤(光纤纤芯直径分别为10 μm和20 μm)和一级手性耦合纤芯增益光纤放大后，最终获得了输出功率138 W、光束质量M²≤1.2、偏振消光比优于18 dB的高功率单频光纤激光输出。在脉冲调制模式下，获得了峰值功率465 W、脉宽宽度约为500 μs的线偏振单频光纤激光输出。

对基于毛细管的微球谐振腔耦合器件的耦合机理与温度传感特性进行了研究。微球支持较多的高阶模式，易与石英毛细管模式满足相位匹配条件，因此微球回音壁模式会被激发。使用钛酸钡微球进行了温度传感实验，为进一步提升传感的灵敏度，采用聚甲基丙烯酸甲酯（polymethyl methacrylate，PMMA）微球进行了温度传感实验。实验结果表明，PMMA微球温度传感灵敏度可达83.9 pm/℃，约为钛酸钡微球温度传感灵敏度的8倍，在提升温度传感灵敏度方面具有重要作用。

提出了有关空心微瓶谐振腔的曲率变化模型并且研究了曲率对其传输特性的影响。仿真分析了微瓶谐振腔内回音壁模式的分布情况，随着曲率的增加，微瓶谐振腔对回音壁模式的束缚能力越强，使得内部光场能量也相应增加。通过控制熔接机的放电次数制得不同曲率的空心微瓶谐振腔，并且根据理想气体状态方程，推导了制备工艺中曲率模型，研究了空心微瓶谐振腔的曲率随放电次数的变化趋势。实验结果表明，曲率越大的空心微瓶谐振腔品质因子越高，可达到7.26×10⁵，该结论在提升谐振腔的品质因子方面具有重要价值。