高功率可见光至近红外波段的超连续谱光源在光电对抗、光学相干层析成像和高光谱激光雷达等方面具有广泛的应用前景。最近几年，涌现了一些用于产生高功率超连续谱光源的新方法，推动了高功率超连续谱光源的进一步发展。本文从主振荡功率放大结构、随机光纤激光器结构以及多路非相干合成这三种用于高功率超连续谱产生的主流方案出发，着重介绍了近年来有代表性的高功率可见光至近红外波段超连续谱光源的研究进展，并综合分析了这三种方案的优缺点以及未来的发展潜力。

基于增益开关技术在高掺杂浓度掺铥光纤中获得了稳定的2 μm种子脉冲激光,输出激光中心波长为1 979.4 nm,脉冲重复频率在1~100 kHz之间可调,输出脉冲宽度变化范围为60~200 ns。采用两级掺铥光纤放大器对该种子脉冲激光进行放大实验,当种子脉冲激光重复频率为20 kHz时获得最大输出平均功率为17.2 W,输出光谱没有观察到明显的放大自发辐射噪声。最大功率输出时,脉冲宽度为82 ns,对应单脉冲能量为0.86 mJ,脉冲峰值功率高于10 kW。

研究了超短激光脉冲在氟化物光纤中的孤子自频移效应。当波长为1550 nm的长脉冲光抽运氟化物光纤时，光纤中的调制不稳定性和脉冲传输时的孤子自频移效应，以及短波方向产生的色散波对脉冲的频谱演化起了重要作用。当输入脉冲为超短脉冲且孤子阶数较低时，输出频谱的变化主要受孤子自频移效应的影响。研究了飞秒脉冲抽运时脉冲峰值功率、初始啁啾及光纤长度等参数对孤子自频移效应的影响。通过改变1550 nm抽运脉冲的峰值功率，可将氟化物光纤中最大红移拉曼孤子的中心波长调谐到2.6 μm以上。利用氟化物光纤中的孤子自频移效应，结合特定波段的稀土掺杂光纤放大器，通过级联拉曼孤子自频移的方式可实现大波长范围的可调谐近中红外激光输出。

利用在中红外波段具有低损耗的ZBLAN(ZrF4-BaF2-LaF3-AlF3-NaF)氟化物单模光纤搭建了全光纤结构的超连续谱光源，将超连续谱在长波方向扩展到中红外波段。系统以波长为1550 nm的纳秒脉冲半导体激光器作为种子源，采用主振荡功率放大结构实现了级联超连续谱产生。在前级超连续谱产生中将光谱预展宽到2.6 μm，再经掺铥双包层光纤放大器放大位于铥离子增益带宽内的光谱分量，最后抽运10 m长的ZBLAN单模光纤，在光纤色散和非线性效应的作用下，获得了光谱覆盖1.9~4.3 μm范围的中红外超连续谱输出，平均功率为185 mW。

基于增益开关技术获得了稳定的高能量全光纤结构2 μm脉冲光纤激光器，脉冲重复频率在10~50 kHz之间可调，输出激光中心波长为1958 nm，输出脉冲宽度随着泵浦功率的增加不断减小，其变化范围为1.2~1.7 μs。采用两级掺铥光纤放大器对种子激光进行放大，当脉冲重复频率为10 kHz时，获得了5.18 W的输出平均功率，输出脉冲宽度为1.6 μs，单脉冲能量为0.518 mJ。