基于光束扫描法的光纤预制棒折射率测试仪主要适用于直径和长度在一定范围内的圆柱形样品折射率分布的测试。提出一种套管辅助法可实现更短长度、更细直径和变直径样品的折射率测试。该方法将待测样品居中放置于一个尺寸符合测试要求的圆柱形套管内，并在套管内注入折射率匹配油，使其没过待测样品后按常规步骤进行测试。对比实验结果表明，套管辅助法与直接测量法的偏差与仪器的测量误差相当。采用套管法，获得了预制棒拉丝终止后变径区不同位置折射率的径向分布，可为拉丝过程的研究提供参考。

长距离侧面泵浦激光光纤在泵浦光注入、热管理、非线性抑制等方面具有天然优势，是实现高功率激光输出的有效途径。研制了（1+1）型长距离侧面泵浦激光光纤，采用1018 nm同带泵浦反向注入方式实现了17.4 kW激光输出，斜率效率为82.1%，3 dB线宽为1.3 nm，拉曼抑制比为37.8 dB。研究结果展示了长距离侧面泵浦光纤作为数十千瓦光纤激光放大器增益介质的巨大应用潜力。

金属涂层光纤较传统有机涂层光纤具有高热稳定性、抗振动干扰等显著优势，但金属涂层光纤的连续在线制备技术在国内仍处于探索研发阶段，这也直接导致金属涂层光纤无法大批量连续生产，一定程度制约了我国高功率光纤激光器的飞速发展。提出并研制了一种基于熔融金属冷凝涂覆法的金属涂层光纤在线制备装置，经与光纤拉丝塔耦合，能够实现边拉丝边涂覆金属，并且涂层厚度可控。基于该工艺成功拉制了涂层均匀、涂层表面质量良好、直径稳定的铝涂层光纤。通过实验和模拟计算，探讨了影响光纤金属涂覆层质量的影响因素，主要包括了光纤入口温度、液铝温度、模具孔径、接触距离等。通过研究，确定了最佳铝液温度为663~690 ℃，且发现涂覆厚度与铝液温度的线性递减关系；计算了拉丝速度与冷却距离的关系；给出了陶瓷上下模具螺丝的孔径大小、光纤与液态铝接触深度的最佳值。研究成果为金属涂覆光纤的批量生产问题提供了解决方案，为打破国际技术垄断奠定了基础。

为研究BK7玻璃孔加工过程中出口破损的形成机理，本文在对破损形貌进行显微观测的基础上，基于断裂力学理论，分析了工件加工面所受载荷随裂纹扩展过程的演变规律及其对出口破损形成过程的影响；采用光滑质点流体动力学法对出口破损的形成过程进行了数值模拟，研究了出口破损的形成机理。结果表明：出口破损可分为初始裂纹区及扩展裂纹区，挤压载荷和弯矩的耦合作用驱使初始裂纹沿圆周方向扩展，显著增加了裂纹的倾斜角度和破损宽度，导致破损表面产生大量散射状条纹；借助光滑质点流体动力学法实现了对出口破损形成及脱落过程的数值模拟，发现初始裂纹贯穿整个未穿透厚度，刀具的瞬时切削力减小了78%；并且随着裂纹间歇性地沿圆周方向扩展，刀具切削力呈现出剧烈的周期性波动特征。