为了实现高纯度脉冲柱矢量光的输出，提出并搭建基于对称双模耦合器的波长可切换的被动锁模柱矢量全光纤激光器。根据光纤传输原理得到基模向高阶模转换的折射率匹配直径，运用模式耦合模理论及光束传播法模拟分析了对称双模耦合器的结构参数对模式选择及耦合特性的影响，采用熔融拉锥法并免去传统的模式选择耦合器制作上的预拉锥工艺制作了对称双模耦合器，通过搭建一套被动锁模柱矢量全光纤激光器实现了中心波长1 039 nm和1 068 nm可切换、脉冲时间间隔为113.8 ns、重频为8.78 MHz、脉宽660 ps/656 ps、最大输出平均功率为5.25 mW/5.2 mW、模式纯度大于97%的柱矢量光输出。实验验证了对称双模耦合器的可行性，为后续高纯度柱矢量光的获得提供一种可行的方案。

通过光纤激光光谱合成技术，可以打破单个光纤激光器输出功率受非线性因素制约的限制，实现更高功率的激光输出。通过梳理光谱合成技术的发展历程并分析其现状，对其原理及优劣势进行分析，结合自身研究，设计了一款便携式3路合成系统，通过设计及优化光纤激光器的放大结构，严格把控参与合束的子束光源的质量，将1055、1070和1085 nm三路高功率窄线宽光纤激光进行合束，对合成系统中采用的双色镜进行研究，对其膜系指标进行严格的设计，对高陡度截止滤光膜的设计方法以及制备工艺进行分析，对其热损伤规律及控制技术进行研究，优化整个合成系统，最终实现合成功率9650 W的高功率激光输出，合成效率92%，光束质量M²为1.7，并对未来双色镜光谱合成进行了展望。

提出了一种用于单纵模激光器选模的基于光纤耦合器的光纤复合环腔（CRC）滤波器的仿真方法，利用该方法对两种新型双耦合器双环CRC （DCDR-CRC）滤波器及三耦合器双环CRC （TCDR-CRC）滤波器进行了理论仿真，通过引入游标原理，分析了两种滤波器在不同环长差下的滤波特性，并通过调整DCDR-CRC及TCDR-CRC的耦合比、环长及环长差，对有效自由光谱范围 （FSR）、抑制比 （SR）及主透射峰带宽进行优化，计算结果表明优化后环腔的有效FSR可有效抑制波长选择器传输通带内的增益竞争，较低的SR可以抑制CRC滤波器相邻透射峰之间的增益竞争，较窄的主透射峰可以保证仅有一个激光器的纵模被选择。

高功率光纤激光器通常采用如水冷散热方式进行控温，难以满足轻量化等的需求。而利用相变储能材料的特性，采用多相变控温技术，可大幅减小高功率光纤激光器系统的体积、重量。对光纤激光器的温控技术进行了分析，采用多相变温控技术，实现了波长1.08 μm、最大功率1.26 kW的全光纤激光输出，光-光效率75.4%，光束质量因子M_x²=1.21，M_y²=1.23，有效减小了激光器的体积和质量，为高功率光纤激光器的热管理提供了新方法。

报道了一种基于主振荡功率放大结构的全光纤化1064 mm线偏振单频光纤放大器。种子源是一个线宽约为3 kHz的单频光纤激光器。输出功率为50 mW的种子激光经两级掺Yb保偏双包层光纤(光纤纤芯直径分别为10 μm和20 μm)和一级手性耦合纤芯增益光纤放大后，最终获得了输出功率138 W、光束质量M²≤1.2、偏振消光比优于18 dB的高功率单频光纤激光输出。在脉冲调制模式下，获得了峰值功率465 W、脉宽宽度约为500 μs的线偏振单频光纤激光输出。