基于描述脉冲放大过程的时间相关非线性辐射迁移方程,对不同形状脉冲经掺镱光纤放大器传输后的功率特性进行了分析，该方程同时考虑了光与介质的相互作用.数值结果表明，在相同的脉冲能量下，不同形状脉冲经放大器放大后的功率增益随入射脉冲形状不同而不同，并且功率增益的差异在脉冲前沿比较大.这使得放大器输出脉冲峰值向前沿的偏移量以及峰值功率的放大倍数都与脉冲形状有关.尤其是当入射脉冲的能量较大时，不同形状脉冲的峰值功率的放大倍数明显不同，以超高斯脉冲为最大，高斯脉冲、双曲正割脉冲次之，洛伦兹脉冲最小.

利用复模式耦合模理论分析了基于闪耀光纤布拉格(Bragg)光栅功率检测的折射计中不同设计参数对折射计性能的影响。利用完全匹配层(PML)技术简化了辐射模分析模型。分析结果表明,随着光栅倾斜角度的增大,折射计的感应范围向折射率较小的方向移动。随着光栅长度以及折射率调制强度的增大,折射计的灵敏度增大,但折射率感应范围不变。同时这种折射计具有偏振依赖性,随着光栅倾斜角的增大偏振依赖性提高。因此在这种传感系统中需要引入精确且稳定的偏振控制。

大功率激光二极管线阵(HPLDA)特殊的发光区结构使它具有不理想的光学特性，特别是其快轴方向高达40°的大发散角，使得传统的波前探测器很难对其进行波前探测。针对这个问题，提供了一种可对大功率激光二极管线阵进行大动态范围波前测量的新方法，可在－π/2～π/2范围内进行高精度的波前斜率测量(±1′)。通过波前斜率的测量，可得到大功率激光二极管线阵的波前复振幅，实现波前测量的目的，同时也为下一步的光束整形做好准备。

为了得到光纤激光器的好的调制特性，对光纤激光器的偏振态控制与否进行了对比试验，发现激光器没有进行偏振态控制，调制后的信号为噪声，即无法调制；利用扭转光纤控制构成腔的偏振态，选频器采用保偏光纤上写入的光纤光栅研制的环形激光器，调制特性可以与半导体激光器相比拟。比较了利用半导体激光器与偏振态控制的光纤激光器100km传输实验结果，二者结果一致。研究结果有利于光纤激光器在光纤通信中的应用。

利用数值算法计算了掺镱双包层光纤放大器分段泵浦方式下的稳态速率方程组，分析比较了双端泵浦和多段泵浦方式下的最佳光纤长度，最高温度和效率，并采用遗传算法对分布泵浦功率的大小和每段光纤长度同时进行了优化。结果表明，通过优化，大功率分段泵浦光纤放大器获得了较为平坦的温度分布，与双端泵浦相比，大大降低了最高工作温度，斜率效率略有下降。

利用平均反转率迭代算法计算掺镱双包层光纤放大器分布泵浦方式下的稳态速率方程组,并采用遗传算法对分布泵浦功率的大小和每段光纤长度同时进行优化.评估函数中引入了每段光纤中最高温度的标准方差,以确保每段光纤中的最高工作温度是相同的.通过优化,7段泵浦的最高温度和标准方差分别为126.34 ℃和1.95 ℃ ,8段泵浦条件下的最高温度和标准方差分别为119.76 ℃和2.12 ℃.而未经优化的7段泵浦的最高温度和标准方差分别为147.12 ℃和21.37 ℃,8段泵浦条件下的最高温度和标准方差分别为139.95 ℃和20.83 ℃.计算结果表明:泵浦方式的优化降低了最高温度和标准方差,实现了光纤中温度分布的均匀性,并且通过增加泵浦段数可以进一步降低最高温度和平坦温度分布.

对单频大功率光纤放大器中的受激布里渊散射(SBS)抑制问题进行了分析和模拟。建立了双包层光纤放大器的含有受激布里渊散射效应的传输方程组,并考虑了温度差对受激布里渊增益系数的影响。通过数值求解方程组研究了前向、后向和双向抽运方式下,抽运功率、对流系数、光纤长度和斯托克斯频率偏移对受激布里渊散射增益的影响。在抽运功率、对流系数和光纤长度均相同的条件下,后向抽运方式的受激布里渊增益最小; 对流系数或光纤长度的减少会降低受激布里渊增益。计算了总抽运功率为1 kW,三段抽运方式下的受激布里渊增益,其结果远远大于增益阈值。因此,设计单频大功率光纤放大器宜采用后向抽运方式,尽量减小光纤外表面空气的对流速度以增加温度差,同时应该尽量缩短光纤长度。