采用改进的化学气相沉积工艺结合溶液掺杂技术成功制备了一种低数值孔径部分掺杂纺锤形光纤。该光纤的数值孔径约为0.05，镱离子在纤芯中的掺杂直径比约为77%，光纤两端纤芯和包层的直径分别为25 μm和400 μm，中间部分纤芯和包层的直径分别为37.5 μm和600 μm。搭建976 nm双端泵浦光纤放大器，该光纤最终实现了4.188 kW 的单模激光输出，斜率效率为82.8%，最高功率下的光束质量因子约为1.3，其输出功率的继续提升受限于受激拉曼散射效应。

基于掺镱光纤激光放大器理论模型,分析了光纤放大器中掺镱光纤弯曲半径对模式传输损耗的影响以及掺镱光纤长度对系统光-光转换效率的影响。结合实验中采用的掺镱光纤的特点,对掺镱光纤的弯曲半径及光纤长度进行了优化设计。基于主振荡放大结构中,种子光源的输出功率为170 W,光束质量为 M2x=1.10, M2y=1.05;放大器采用双端抽运的方式,使用自研30/600 μm掺镱光纤,最终实现了输出功率为10.14 kW,中心波长为1070.36 nm,3 dB带宽为5.32 nm的全光纤激光输出,光束质量为 M2x=3.12, M2y=3.18。放大级最大光-光转换效率为87.9%,斜率效率为89.2%,输出激光信噪比大于45 dB。

基于自主研发的大模场增益光纤和无源器件，采用双端抽运技术，搭建了一台全国产化10 kW 光纤激光器，实现了非线性效应抑制。该激光器的功率放大器的输出功率达到10.14 kW，中心波长为1070.36 nm，3 dB光谱带宽为5.32 nm。其主放大级最大光-光转换效率为87.8%，斜率效率为89.2%，成为目前国内报道的效率最高的10 kW级光纤激光器。

掺铥光纤激光器在医疗、塑料焊接、激光雷达和光学参量振荡等领域有着重要应用。介绍了掺铥石英光纤、高功率连续掺铥光纤激光器和脉冲掺铥光纤激光器最新研究进展,分析和讨论了掺铥光纤激光器的发展和技术瓶颈,分别从光纤设计、抽运方式以及激光器结构三个方面提出优化和调整,通过改善掺铥光纤激光器的热管理和非线性效应,实现更高输出功率的掺铥光纤激光器。

全正色散被动锁模光纤激光器以其能产生高能量、高线性啁啾耗散孤子脉冲而备受关注。全正色散耗散孤子产生的机理是激光腔内多种效应，包括增益、损耗、增益饱和、非线性和滤波等综合作用的结果。研究了全正色散耗散孤子光纤激光器中有无滤波器和滤波器带宽对激光输出性能的影响。通过数值模拟发现，加入带通滤波器后输出耗散孤子脉冲的时域脉宽较无滤波器时变窄，对应的光谱半峰全宽变宽，脉冲稳定锁模所需的时间减小。脉冲的峰值功率会随着滤波器带宽减小而增加，脉冲能量则在一定带宽变化范围内保持不变，但是过窄带宽的滤波器会带来额外的损耗，从而使得脉冲能量快速下降。这些结论为设计搭建高能超快全正色散耗散孤子光纤激光器提供理论参考。