基于光纤布拉格光栅对（DFBGs）的双波长线形腔光纤激光器利用偏振烧孔效应实现双波长激光稳定输出的研究颇多，但有关3 dB光纤环形镜（FLM）与光纤布拉格光栅（FBG）构成腔镜或仅FBG构成腔镜，以及DFBGs的选择对其激光输出性能［光信噪比（OSNR）、斜率效率及稳定性等］的影响的研究很少。本文实验首先在双波长线形腔掺铒光纤激光器中比较了3 dB FLM与FBG构成腔镜和仅FBG构成腔镜的双波长激光的输出性能，结果表明，仅FBG构成腔镜的输出性能优于3 dB FLM与FBG构成腔镜的输出。其次在仅FBG构成腔镜的线形腔中对低反射率FBG（输出镜）反射率相同与不同时的输出性能进行了对比，研究表明，低反射率FBG的反射率相同时双波长激光输出具有较高的OSNR、斜率效率和稳定性。接着改变构成腔镜的两对FBG的中心波长间隔分别为4、8、12 nm，研究表明，中心波长间隔越大输出越稳定，OSNR越高，但激光器的斜率效率有所降低。最后在室温环境下实现了两个激光波长分别为1550 nm和1562 nm、OSNR分别为50.24 dB和51.19 dB左右、中心波长变化分别小于0.030 nm和0.035 nm、输出功率波动分别小于0.061 mW和0.059 mW、3 dB带宽分别为~0.146 nm和~0.144 nm的稳定输出，该结果为线形腔双波长的更优输出。

光纤中线性偏振模式的选择是影响模分复用系统传输质量的关键因素。为此首先设计了基于模分与波分混合复用的直接检测光纤传输系统；其次, 基于光纤中线性偏振模式理论, 利用Optisystem15.0软件仿真研究LP01、LP11、LP02、LP12、LP215个模式在该光纤传输系统中的传输特性；然后, 将LP01、LP11、LP02、LP12四模式复用, 仿真得到了折射率渐变多模光纤纤芯半径在19~25 μm范围内变化时, 各通道Q因子均在7以上的纤芯半径最优化值为21~22 μm, 且此最优值不随传输距离而变化；最后, 在八通道混合复用系统中采用直接检测方式实现了误码率在10-9以下的2.0 km短距离传输。

为了提高脉冲放大系统模型的光光转换效率，采用建模及仿真的方法研究了双程脉冲放大模型的输出特性，得到了得到双程脉冲放大系统输出功率与抽运功率的关系、输出单脉冲能量与脉冲的重复频率的关系，以及双程放大系统转换效率与重复频率的关系。结果表明，在重复频率为40kHz时，仿真得到该脉冲激光放大模型的光光转换效率达到了29.1%。该双程脉冲放大模型有效地提高了能量转换效率。

构建全光纤环形腔放大器，对重复频率在10~50 kHz范围、脉宽数百纳秒的调Q脉冲进行多程放大。本实验研究未对脉冲放大程数进行控制，讨论了脉冲多程放大的增益特性及脉冲时域波形演变特性：该放大系统自动改变脉冲重复频率。实验得到多程放大增益相对于单程放大的增益，最大可提高7 dB以上。研究结果表明，对于重复频率在10kHz及以下的脉冲，采用环形腔多程放大将显著提高放大器的转换效率和信号增益。实验研究为更低重复频率的脉冲实现全光纤再生放大打下基础。

采用单模放大和包层抽运放大的级联方式，在主振荡功率放大系统中，将平均功率0.5 mW、脉宽20 ns以及重复频率为50 kHz的光脉冲安全放大到平均功率0.6 W、峰值功率600 W的脉冲输出.相应增益为30.8 dB.放大输出的脉冲信号信噪比为30 dB，脉冲形状基本没有发生畸变.在前置放大结构中抽运光通过级联熔融拉锥型波分复用器耦合，有效确保了抽运源(976 nm)的正常工作.