锥形光纤能够有效兼顾非线性效应抑制和模式控制，具备实现高功率、高光束质量光纤激光的潜力。近期国防科技大学研制了锥形掺镱光纤，采用1018 nm光纤激光后向级联泵浦实现了20.2 kW 激光输出，光束质量β因子平均值优于2，拉曼抑制比为33 dB。研究结果展示了锥形光纤在实现万瓦级高光束质量激光方面的优势。

高功率窄线宽光纤激光器在非线性频率转换、光谱合成以及相干合成等领域有着重要的应用前景。本文基于自研的复合腔结构窄线宽振荡器作为种子，采用单级主振荡功率放大技术（MOPA），实现了5 kW高效率的近单模窄谱激光输出。通过优化振荡器的时序特性和放大级结构，受激拉曼散射、光谱展宽和热致模式不稳定效应得到综合抑制。在最高功率时，信号光的3 dB和20 dB线宽分别为0.48 nm和2.1 nm，放大器的斜率效率约为86.1%，拉曼抑制比为28.3 dB，光束质量M²约1.35。本研究工作对于高功率窄线宽光纤激光的发展和研究具有重要的指导意义。

光纤耦合半导体激光器（LD）泵浦的光纤激光放大器具有体积小、功质比高、稳定性好等优点，在工业加工和****等诸多领域都有着广泛且重要的应用。然而，受限于器件制作工艺水平及光纤中的受激拉曼效应和模式不稳定效应，LD泵浦的光纤激光放大器难以同时实现高功率及高亮度激光输出。为实现更高功率、更高亮度的光纤激光输出，需要结合现有的器件工艺水平并同时实现对放大器中的受激拉曼散射效应和模式不稳定效应的有效抑制。报道了基于单位自研大模场增益光纤成功实现13 kW功率、高光束质量激光输出。激光器采用主振荡功率放大结构，放大级采用单后向981 nm泵浦自研大模场增益光纤，在总泵浦功率为15 kW时，输出功率达到12.94 kW，光束质量M²因子约为2.85。通过进一步优化器件性能及光纤模式控制，有望实现更高功率、更高亮度的光纤激光输出。

当前光纤激光功率提升受限于模式不稳定效应及非线性效应，为了克服上述功率提升限制因素，自主设计并研制了大模场部分掺杂光纤。最终，采用自研部分掺杂光纤及后向级联泵浦方案，成功实现了10.1 kW的光纤激光输出，对应的光束质量因子(M²)为2.16。

在高功率光纤激光系统中，包层光滤除器能将光纤中包层光滤除以保证输出激光光束质量，光纤端帽通过对输出激光扩束降低输出光纤端面的光功率密度，从而保护光纤端面不受损坏，两者都是高功率光纤激光系统稳定运行的重要核心器件。将包层光滤除器和光纤端帽进行一体化设计，制备了一体化高功率光纤包层光滤除器和光纤端帽并分别应用于20 kW合束系统和单纤系统中，输出功率达到20 kW时，端帽的最高温度约为40 ℃，温升速率约为0.8 ℃/kW。

高功率高光束质量光纤激光器在工业加工等领域有着广泛的应用，然而光纤中的非线性效应和模式不稳定效应限制着高光束质量光纤激光器的功率提升，采用新型结构大模场增益光纤在同时抑制非线性效应和模式不稳定效应方面具有较大潜力。报道了基于单位自研的纺锤形渐变掺镱光纤激光成功实现6 kW功率、高光束质量激光输出。激光器采用主振荡功率放大结构，放大级采用双向981 nm泵浦纺锤形渐变掺镱光纤，在总泵浦功率为7.68 kW时，输出功率达到6.02 kW，光束质量M²因子约为1.9。通过进一步优化纺锤形掺镱光纤制作工艺及结构参数，有望实现更高功率、近单模光束质量的光纤激光输出。

长距离侧面泵浦激光光纤在泵浦光注入、热管理、非线性抑制等方面具有天然优势，是实现高功率激光输出的有效途径。研制了（1+1）型长距离侧面泵浦激光光纤，采用1018 nm同带泵浦反向注入方式实现了17.4 kW激光输出，斜率效率为82.1%，3 dB线宽为1.3 nm，拉曼抑制比为37.8 dB。研究结果展示了长距离侧面泵浦光纤作为数十千瓦光纤激光放大器增益介质的巨大应用潜力。

kW级高功率激光柔性传输是激光清洗、激光焊接、激光刻蚀等高功率激光加工领域中必备的环节，而实现高功率激光低损耗传输的光纤是其关键器件。目前高功率激光传输光纤采用大芯径传能光纤，仍然存在着弯曲损耗大、柔性差等问题，并且使用过程中要经常维护。华南师范大学特种光纤研究中心提出一种大芯径空气包层微结构光纤，利用包层的空气孔可以极大降低激光泄露的风险，降低光纤制备过程中对耐高温涂敷层的严苛要求，实验结果证实该光纤在室温无制冷条件下可实现kW级激光传输，从而为10 kW级高功率激光柔性传输奠定基础。

利用自行研制的啁啾布拉格光纤光栅(CFBG)刻写系统完成CFBG样品制作，成功应用于光纤锁模振荡器和啁啾脉冲放大(CPA)系统中。振荡器可输出19.4 nm带宽、18 mW平均功率激光，并可压缩至143 fs，经时域展宽、功率放大、时域压缩后，脉冲宽度可至264 fs。实验结果初步证明了国产CFBG在飞秒激光系统应用的可行性。

窄谱光纤激光器在光束合成等领域有着广泛的应用，然而模式不稳定效应的出现严重限制着窄谱光纤激光器的功率提升。提出并验证了采用新型981 nm稳波长泵浦方案，能够应用于窄谱激光放大并提升模式不稳定效应阈值，通过采用单端后向泵浦结构，将单模窄谱光纤放大器功率提至4 kW以上。实验中采用白噪声相位调制展宽单频激光作为窄谱种子，主放大级分别采用稳波长976 nm和981 nm两种泵浦源单端后向泵浦。在采用976 nm泵浦源泵浦时，窄谱激光最高放大至3.4 kW，出现典型的模式不稳定效应特征，功率提升受到限制。在采用981 nm泵浦源泵浦时，窄谱激光最高放大至4.05 kW，且并未出现模式不稳定效应，输出光束质量M²因子为1.3，进一步功率提升仅受限于泵浦功率。通过优化激光器设计、结合双向泵浦结构，有望实现更高功率的窄谱光纤激光输出。