同带泵浦具有泵浦源亮度高、量子亏损低等优点,是实现光纤激光器功率提升的有效措施。采用稀土螯合物全气相掺杂技术和改进的化学气相沉积工艺(MCVD)制备了适用于同带泵浦的镱掺杂铝磷硅体系光纤。所研制的50/400光纤构建的全光纤结构主振荡功率放大器采用同带泵浦方式,实现了9.82 kW的激光功率输出,激光中心波长为1080.08 nm,3 dB带宽为1.62 nm,斜率效率为86.8%。研究结果表明镱掺杂的铝磷硅光纤激光材料是同带泵浦高功率光纤激光系统的优选增益介质,稀土螯合物全气相掺杂技术和MCVD是获得该种材料的有效手段。

受限于短脉冲泵浦源高峰值功率和高平均功率之间的矛盾, 以及短脉冲泵浦源芯径与光子晶体光纤芯径的较大差异, 现有的短脉冲白光超连续谱光源输出在200 W左右。基于短脉冲泵浦源工作频率和脉冲宽度的调节技术、高效的模场匹配技术等, 实现了kW级全光纤短脉冲泵浦源的稳定产生, 以及短脉冲泵浦源与光子晶体光纤纤芯之间的高效耦合, 产生了平均输出功率为563 W的高功率超连续谱光源, 为目前该领域公开报道的最高功率。

为得到脉冲宽度为12 ps、中心波长为1064 nm的高功率超连续谱，提出了一种全光纤结构的超连续谱光源。将该光源作为抽运源，其输出功率在芯径为10 mm的掺镱光纤中被放大至189 W。利用窄带滤波器、级间隔离器对脉冲信号进行放大,将放大后的脉冲信号注入长度为0.5 m的光子晶体光纤，产生了光谱范围为460~1700 nm、输出功率为102.8 W的超连续谱。由于存在量子亏损和光谱传输损耗，当抽运功率从1.5 W提高至189 W时，超连续谱光-光斜率效率从90%降低至20%。

针对荧光成像仪氙灯光源寿命短, 激发能力弱的现状, 提出了运用超连续谱激光(SCL)作为荧光激发光源的生物荧光成像技术; 进行了荧光标准测试卡在两种光源激发下的荧光对比实验和不同SCL激发功率谱密度下的分析实验; 通过线性拟合和外推的方法, 对比分析了在相同曝光时间和功率下, 两种光源的荧光激发能力; 最后, 通过对荧光基团在两种光源下的平均、最大光子密度流信息进行分析, 进一步验证了实验结论: 在生物荧光成像技术中, 在相同激发功率谱密度下, 相同的曝光时间内, SCL光源所激发的荧光强度是氙灯光源的2倍, 且SCL具有更长的光源寿命和连续可调的光源参数, 可满足荧光成像研究过程中对光源参数的不同需求, 所做工作有利于解决荧光成像技术的光源瓶颈。