通过在周期性梳状折射率结构的最外层增加一个高折射率平台的方法，对梳状折射率分布大模场光纤的波导结构进行了优化，使其在模场面积、模场分布及抗弯曲性能方面都有明显提升。模拟研究结果表明，与已有单一梳状折射率分布的光纤相比，优化后的大模场光纤的模场面积提高了700 μm2以上，且在相同弯曲半径下，基模弯曲损耗由6 dB/m降低为0.1 dB/m。此外，通过对最外层高折射率平台的参数进行调制可实现不同的模场分布，包括高斯分布、平坦化分布和环状分布，满足特殊激光加工工业的应用需求。

将一种矩阵算法拓展应用于数值求解多模耦合模微分方程, 并使用该矩阵算法对大模场啁啾光纤光栅的光谱特性进行了理论研究。结果表明, 大模场多模光纤光栅因模式的自耦合和互耦合而使反射谱存在多个反射峰, 这与单模光纤光栅的反射谱不同。由于光栅周期存在啁啾, 大模场光纤光栅的反射峰分裂, 且峰值反射率减小。使用高斯切趾函数可使反射峰分裂在一定程度上得到改善。

通过建立耦合模方程，对一种同时包含传输芯和增益芯的复合结构光纤中的模场耦合特性进行了理论分析，同时使用速率方程和热传导方程对基于这种复合结构光纤的激光放大器的增益特性和热分布进行了数值计算和分析。研究结果表明，复合结构光纤中抽运光的耦合特性与抽运光的模式、纤芯半径和纤芯距离等因素有关；与端面抽运光纤激光放大器相比，这种复合结构光纤放大器对抽运光的吸收和激光转换相对平缓，光纤具有相对低的温度分布。因此，基于这种复合结构光纤的新型抽运技术可以解决使用端面抽运技术进行抽运时增益光纤温度过高的问题。这种复合结构光纤用于研制大功率光纤激光（放大）器有很大的优越性，为研制超大功率光纤激光（放大）器提供了一种新的途径。

A high power all-fiber laser is experimentally studied. A monolithic fiber laser system with only one stage of resonator cavity is constructed and 404-W continuous wave (CW) output power is obtained. Its opticalto-optical conversion efficiency is up to 64%. The laser central wavelength is at 1081 nm with the spectral full-width at half-maximum (FWHM) of 2 nm. The laser setup can work with excellent stability; in the long time of high power operation, no thermal distortions or damages are observed.

使用二阶矩和熵束宽定义,对平顶光束通过球差透镜后的光束参数,包括束宽、远场发散角和光束质量因子的变化做了详细研究.结果表明:球差使像方光束参数与理想情况不同;束宽和远场发散角的相对误差随球差系数绝对值的增加和光束阶数的减小而增加;球差使平顶光束通过透镜后的光束质量因子增大;实际焦面上束腰宽度的相对误差与球差系数的正负有关,而几何焦面上束宽的相对误差与球差系数的正负无关.

以二阶矩和环围功率作为束宽定义,对高斯光束通过像散透镜后光束参数,包括束宽和远场发散角作了解析和数值研究.结果表明:因像散引入束宽和远场发散角的相对误差与像散因子、瑞利尺寸、透镜焦距有关.对于束宽而言,相对误差还与传输距离z有关.在几何焦面处x和y方向束宽的相对误差相等.