在低重复率、高能量脉冲的应用场合，光纤放大器中采用脉冲泵浦的方式具有重要意义.本文模拟了脉冲泵浦方式下掺镱双包层增益光纤中放大自发辐射功率的动态变化，为优化脉冲泵浦方式提供了参考.通过有限元分析方法求解光纤中镱离子的速率方程和各光场的功率传输方程，模拟了正向泵浦条件下，泵浦脉冲开始后0~740 μs时间内光纤内部正向、反向放大自发辐射功率分布情况的动态变化以及光纤两端放大自发辐射输出功率随泵浦时间的变化.模拟结果发现了光纤两端正向、反向放大自发辐射功率增长速度的差异之处，以及光纤内部两种放大自发辐射功率分布动态演变的一些特征.

在研究掺Yb³⁺光纤激光器的实验中，发现伴生有可见区的荧光，用光谱仪测量发现该可见区荧光的波长分别为639.4nm,520.7nm,487nm和474.8nm，通过对比分析掺Yb3+光纤中杂质的能级结构，发现伴生的红、绿、蓝荧光由Yb3+与Pr3+合作产生，其荧光过程是由于Yb3+离子的能量转移给Pr3+，由Pr3+受激辐射产生的红、绿、蓝荧光。实验结果表明:掺Yb3+双包层光纤吸收泵浦光后产生的荧光是上转换的，这会导致光纤激光器激光能量转换效率的降低。

通过在腔内放置汇聚型布儒斯特角轴锥体, 并对增益光纤采用双端泵浦, 实验上实现了掺镱双包层光纤激光器的径向偏振模振荡.对增益光纤的末端做了斜角抛光, 抑制了光纤端面间的寄生振荡, 减小了在低泵浦功率下被放大的自发辐射光份额.该激光器的域值约为175 mW, 斜率效率13.8%, 激发波长约1085 nm.当泵浦功率达到最大值460 mW时, 获得了39 mW的激光输出功率, 其光束偏振纯度和圆柱形对称性有显著改善.

从理论和实验两方面对掺镱包层全光纤调Q激光器进行了研究。建立了相应的理论模型,根据调Q光纤激光器的速率方程理论,用基于“能量利用率与初始反转粒子数关系”求解剩余反转粒子数的新方法,得出了调Q光纤激光器的初始参数诸如抽运功率、纤芯直径、光纤长度、输出透过率等影响脉冲宽度和脉冲能量的规律,进一步明确了压缩脉冲宽度和提高脉冲能量的方法; 优化了相关参数,为同类调Q光纤激光器的设计提供参考。实验用半导体激光器(LD)作为抽运源,增益光纤为D形双包层掺镱光纤。谐振腔高反端串接一个带尾纤的声光Q开关,实现了重复频率在10 Hz～100 kHz范围内可调声光调Q掺镱全光纤激光器的实验运转; 在重复频率500 Hz时,脉冲宽度为3 μs,脉冲能量达到2.94 mJ。