搭建了一个全光纤窄线宽超荧光源,经过多级功率放大后,输出功率提升至1.08 kW,最高功率时光谱的半峰全宽为0.23 nm。通过色散调控的方法,对窄线宽超荧光源进行优化。改进后的超荧光源在最高功率时,光谱的半峰全宽被压缩至0.20 nm,并且在功率放大过程中,光谱的半峰全宽不随功率展宽。所提光源应用于光谱合成系统中时,可以有效地提升合成光的光束质量。

对混沌激光在放大过程中的随机特性进行了实验研究。基于光纤中的非线性克尔效应，通常采用环形腔结构来产生混沌激光。通过控制泵浦源电流实现了不同功率混沌激光的输出，并利用掺镱光纤放大器进行放大。然后，利用排列熵、偏度和峰度对混沌激光放大过程中的随机特性进行了定量分析。结果表明：排列熵随光纤放大器泵浦电流的增大而减小并趋于一个稳定值；在排列熵相近时，偏度和峰度随光纤放大器泵浦电流的增大呈先增大后减小的趋势，即放大过程中混沌激光的随机特性先减小后增加。

搭建了以掺镱光纤作为增益、单模光纤提供随机分布反馈的随机光纤激光器，最大输出功率为5.1 W，半峰全宽(FWHM)为0.34 nm。以该激光器作为种子源，通过全光纤主振荡功率放大实现了1102 W的激光功率输出，光光效率为78.5%。放大过程中输出激光的FWHM基本保持不变，均方根(RMS)谱宽为1.24 nm。为进一步压缩随机光纤种子源的光谱线宽，利用窄谱光纤光栅对随机光纤种子源进行滤波，然后再进行放大，最大输出功率为1093 W，FWHM为0.61 nm，均方根谱宽为0.92 nm。放大过程中未观察到明显的放大自发辐射与受激布里渊散射现象。

搭建了一个全光纤主振荡功率放大(MOPA)近衍射极限输出的超荧光源，线宽为亚纳米量级，最大输出功率为1509 W，输出斜率效率达到85.2%，光束质量因子稳定在M2=1.4。后向回光功率与输入功率呈线性关系，系统很好地抑制了受激布里渊散射(SBS)，并且对环境具有很好的抗干扰能力。在整个输出功率范围内，没有观察到自脉冲和弛豫振荡现象。

为了研究光脉冲在掺镱光纤放大器中的放大传输特性, 建立了光脉冲在分布式光纤放大器中的传输方程, 采用分步傅里叶变换法数值模拟了其传输状态,并着重讨论了频率失谐对光脉冲特性的影响。 结果表明:对于掺镱光纤放大器,随着在放大器中的传输,光脉冲在放大的同时被展宽, 产生变形,其功率谱加宽;当出现频率失谐时,光脉冲的放大能力减弱,并且失去输入时的对称性。 若光脉冲中心频率沿不同的方向偏离介质增益峰值频率,脉冲变形规律不同。因此在设计放大系统时应该考虑光纤放大器的色散、 非线性效应以及频率失谐对光脉冲传输特性的影响。

在考虑受激布里渊散射和受激喇曼散射效应的基础上,数值求解了双包层掺镱光纤放大器的速率-传输方程,分析了后向泵浦高功率掺镱光纤放大器在不同信号光线宽、光纤长度和纤芯直径下的输出特性,研究了受激布里渊散射和受激喇曼散射的抑制条件。计算结果表明:在后向泵浦方式下,若掺镱光纤长度小于0.68 m,纤芯直径大于26 μm,信号光线宽大于0.04 nm,则放大过程中的受激布里渊散射和受激喇曼散射能同时得到有效抑制。

With the use of pulsed pumping, an optical fiber amplifier with all-fiber structure is developed based on the fused tapered fiber combiner and Yb+{3+}-doped double cladding fiber (YDCF). From the experimental results, 47-dBm peak power and 100-ns pulse duration are obtained when the repetition rate of pumping pulses is 100 Hz. The gain of the amplifier is up to 30 dB. It is shown that due to the use of pulsed pumping, pump light emits only when the signal light reaches the amplifier and thus the amplified spontaneous emission (ASE) is significantly suppressed.

为了简单、快捷地模拟掺镱双包层光纤放大器的脉冲放大特性，采用有限元软件FEMLAB模拟掺Yb³⁺双包层光纤放大器的脉冲放大特性。用与快速傅里叶法模拟Yb³⁺光纤放大器脉冲放大特性相同的参量计算了在915nm前向抽运下，光纤放大器中的上能级粒子数，抽运光和放大自发辐射在光纤中的稳态分布，以及高斯脉冲和方波脉冲的输出、能量及增益特性，得到的与快速傅里叶法模拟的一致的粒子分布图等特征图，而且比快速傅里叶法得到更多和更准确的结果。结果表明，应用FEMLAB只需根据掺Yb³⁺光纤放大器的方程组，可以方便、快捷地确定参数进行数值模拟，对掺镱光纤放大器的系统设计和参量优化具有很好的参考价值。

比较了掺钕光纤和掺镱光纤对1 064 nm光放大的特点.基于速率方程和传输方程,数值分析了在915 nm泵浦下双程掺镱光纤放大器的增益特征,并且和传统的单程放大进行了比较.分析了信号光和泵浦光,以及粒子数沿着光纤方向的分布特点.最后对双程掺镱光纤放大器进行了优化.

理论分析了由掺镱光纤放大器、高非线性光纤(HNLF)和光栅对组成的高功率飞秒脉冲产生系统。由于掺镱光纤放大器固有的有限带宽效应会导致脉冲抛物波形和线性啁啾的畸变,影响脉冲的压缩。在放大器和光栅对之间引入高非线性光纤,可以在展宽脉冲频谱的同时也保持波形和线性啁啾。针对高非线性光纤计算了不同的非线性系数和色散参量对压缩脉冲宽度和压缩效率的影响。研究表明,较高的非线性系数可以进一步降低最小压缩脉冲宽度,但是压缩效率随光纤长度增加而下降的趋势也变得越显著; 较低的色散参量有利于得到更短的压缩脉冲,并且相对较高色散参量不会显著地降低压缩效率; 在一定范围内,通过延长高非线性光纤可以缩短压缩脉冲,同时需要兼顾压缩效率。