高功率窄线宽光纤激光器在遥感测量、引力波探测、光束合成等领域中应用广泛，但硅基光纤中的受激布里渊散射效应限制了其输出功率。对单频种子源进行相位调制以展宽线宽是常见的抑制受激布里渊散射的方法。然而，单一机理的射频相位调制对受激布里渊散射效应的阈值提升能力有限，已经不能满足近5 kW的激光功率需求。分析了伪随机二进制序列和正弦信号级联的相位调制对光谱展宽和受激布里渊散射效应抑制的影响，搭建了级联相位调制的高功率窄线宽光纤激光器，采用四级功率放大结构，在46 GHz均方根线宽下，实现了4.93 kW激光输出，中心波长为1067.5 nm，斜率效率为78%，光束质量为M²<1.2。

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。

利用光子晶体光纤(PCF)的选择性填充特性，设计了一种具有较高灵敏度的液晶填充PCF电压传感结构。PCF中一个空气孔镀纳米金薄膜作为表面等离子体共振通道，并填充E7液晶作为电压灵敏介质，实现对较低电压的检测。利用全矢量有限元法对传感特性进行仿真研究。结果表明，在环境温度20 ℃下，在0~50 V低电压范围内，该结构电压传感灵敏度最高可达1.94 nm/V，且具有很好的线性度。