基于改进的化学气相沉积(MCVD)工艺和溶液掺杂法，成功制备出25 μm/ 300 μm大模场铒镱共掺光纤，并研究了其激光放大性能。该光纤的纤芯数值孔径为0.12，940 nm包层的吸收系数为2.85 dB/m。搭建了全光纤主振荡功率放大(MOPA)结构测试平台，当铒镱共掺光纤长度为8 m，940 nm泵浦光功率为141 W时，输出功率最大为61.7 W，斜率效率达到42%，输出光谱没有观察到明显的放大自发辐射(ASE)。

自光纤激光器问世以来，随着半导体材料与光纤制备技术的快速发展，光纤激光器的输出功率由毫瓦级提高到了万瓦级。然而，随着输出功率的增加，光纤激光器在低输出功率下未表现出的诸多现象逐渐显现，如光纤热损伤、非线性效应、模式不稳定等，这些现象限制了光纤激光器的应用，因此对掺镱光纤的质量要求越来越高。针对高功率掺镱光纤的制备工艺、掺杂组分及结构设计等方面进行了讨论，分析了高功率掺镱光纤的热稳定性、功率稳定性及模式稳定性的研究现状，并总结了其发展趋势。

阐述了国内外在光子暗化效应测试、抗光子暗化性能提升及机理方面的研究工作。展示了测试的光子暗化效应对吸收光谱、特定波长附加损耗以及输出功率的影响。制备的一种新型抗光子暗化光纤,其抗光子暗化性能相对于常规掺镱光纤提升近15倍,斜率效率为81.8%。由此光纤制备的光纤激光器实现800 W功率的稳定输出,未观测到功率的衰减。

由1018 nm光纤激光器组成的同带抽运结构激光器是实现单根掺镱光纤达到输出极限的方法之一。由于Yb3+在发射光谱短波长处有相对较大的吸收截面，掺镱激光器一般很难工作于波长1030 nm以下。为获得高效率1018 nm光纤激光器，最根本的方法是调整掺镱光纤的光谱性质，使光纤发射次峰尽量靠近1018 nm。对Yb3+在石英光纤中光谱性质的改变机理进行了研究，通过共掺杂的方法获得了高性能1018 nm掺镱光纤，其预制棒发射次峰位于1008 nm，光纤发射次峰位于1021 nm。相较普通掺镱光纤,光纤发射次峰蓝移了18 nm，1018 nm处截面差值大。1018 nm激光的光光转换效率达到68%。