当前，光纤激光器工作温度范围一般较窄，如果能够扩展激光器的工作温度范围，则有望在更多的环境和领域得到应用。近期，国防科技大学基于风冷结构的光纤耦合半导体激光器（LD）泵浦的全光纤振荡器方案，在−50～50 ℃超宽温范围内实现了1 kW量级的激光输出。通过优化系统设计，有望进一步提升宽温运行激光器的输出功率。

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。