Orbital angular momentum (OAM), described by an azimuthal phase term exp ( jlθ ) , has unbound orthogonal states with different topological charges l. Therefore, with the explosive growth of global communication capacity, especially for short-distance optical interconnects, light-carrying OAM has proved its great potential to improve transmission capacity and spectral efficiency in the space-division multiplexing system due to its orthogonality, security, and compatibility with other techniques. Meanwhile, 100-m free-space optical interconnects become an alternative solution for the “last mile” problem and provide interbuilding communication. We experimentally demonstrate a 260-m secure optical interconnect using OAM multiplexing and 16-ary quadrature amplitude modulation (16-QAM) signals. We study the beam wandering, power fluctuation, channel cross talk, bit-error-rate performance, and link security. Additionally, we also investigate the link performance for 1-to-9 multicasting at the range of 260 m. Considering that the power distribution may be affected by atmospheric turbulence, we introduce an offline feedback process to make it flexibly controllable.

双端输出光纤激光振荡器可以通过一个单谐振腔结构实现两路激光输出，能够减少高功率光纤激光系统的体积和成本，在工业领域有着很好的应用前景。基于双端泵浦谐振腔结构，采用稳波长981 nm光纤耦合半导体激光器（LD）泵浦纤芯/包层直径为30/400 µm的双包层掺镱光纤，首次实现了总功率大于8 kW的双端输出光纤激光振荡器。在总最高泵浦功率为10.951 kW时，A端输出功率为3769 W，B端输出功率为4400 W，总功率为8169 W，激光器光-光转换效率74.6%，A、B端激光光束质量M²因子分别约2.13和2.36。在最高输出功率时，两端输出激光中均未观察到动态模式不稳定效应（TMI）和受激拉曼散射（SRS），通过进一步增加泵浦功率，有望实现更高功率的激光输出。

LD泵浦掺镱光纤激光器具有低成本、高效率、高光束质量等优点，在工业、科研、**等领域有着广泛的应用。在大部分实际应用中，由功率和光束质量决定的亮度是影响光纤激光器实际作用性能的核心指标。受到非线性效应（尤其是受激拉曼散射）和模式不稳定效应的限制，当前高亮度掺镱光纤激光器输出功率提升遭遇了明显的技术瓶颈。为了抑制非线性效应和模式不稳定效应，在传统方法的基础上，提出了变纤芯直径光纤和优化泵浦波长等成体系的方法以提升光纤激光器的输出功率；为了有效提高对光纤激光器的设计研发能力，提出并开发了具有自主知识产权的光纤激光仿真软件SeeFiberLaser。首先，介绍了影响宽谱高功率掺镱光纤激光器亮度提升的主要限制因素，给出了各个限制因素的抑制方法；其次，利用自研光纤激光仿真软件SeeFiberLaser对提升光纤激光器功率的方法进行优化设计，并对工业常用的振荡器和高亮度光纤激光放大器进行仿真优化；然后，介绍课题组采用后向泵浦、变纤芯直径光纤和优化泵浦波长等方法提升激光功率，实现的6~10 kW高亮度功率光纤激光器；最后，对更高亮度光纤激光器的技术方案进行讨论和展望，提出了无源器件集成化、增益传能光纤一体化等思路，提出了基于变纤芯直径增益传能一体化光纤和集成化无源器件的新型高功率近单模光纤激光器技术方案。

高功率光纤激光器具有高效率、小体积、低成本、抗回光能力强等突出优点，在工业加工等应用领域中具有明显的竞争优势。近期，国防科技大学基于光纤耦合半导体激光器（LD）直接泵浦的主振荡功率放大器（MOPA）实现了单纤20.27 kW的功率输出。放大器采用纯后向泵浦方案，中心波长1080 nm，光光效率达到84.8%，拉曼散射抑制比大于50 dB。通过优化光纤和器件的设计，可进一步提升激光器的功率和光束质量。

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。