级联泵浦方案具有泵浦光亮度高、量子亏损小、光纤热负荷低、模式不稳定阈值高等优势，是获得高功率光纤激光的主要技术方案。目前，万瓦级高光束质量光纤激光的实现在非线性效应抑制和模式控制等方面遇到困难。本文介绍了国防科技大学近年来在高光束质量级联泵浦光纤激光器方面的研究进展，并对功率和光束质量进一步提升的可行途径进行了分析。

实现万瓦级高光束质量光纤激光面临模式控制和非线性效应抑制等技术难题。为兼顾光束质量和功率，设计了基于纤芯直径为30 μm、包层直径为250 μm的双包层掺镱光纤的后向级联泵浦激光器，实现了输出功率为10.03 kW、M²因子为1.92、拉曼抑制比大于38 dB的激光输出，实现万瓦级光纤激光器的光束质量M²优于2，这验证了常规双包层光纤具有支撑万瓦高光束质量激光产生和放大能力。

针对半导体抽运的掺镱光纤激光器功率进一步提升面临的主要问题，分析了级联抽运方案在实现更高功率输出方面的优势和不足。简要回顾了光纤级联抽运技术的发展历程，重点介绍了掺镱光纤激光级联抽运的关键技术、研究现状和最新进展。针对级联抽运面临的抽运吸收和非线性效应问题，分析了下一步的研究方案和技术路线。并对级联抽运技术有望获得的新应用进行了简要介绍。

采用自制的1 018 nm光纤激光器做泵浦源,建立了全光纤同带泵浦的宽带掺镱超荧光光纤光源实验系统,首次利用同带泵浦对单程前向结构的超荧光产生进行了深入的实验研究。研究结果表明: 基于同带泵浦的掺镱超荧光光源的斜率效率高达88%,半极大全宽度(Full Width at Half Maximum,FWHM) 最宽可以达到14.81 nm。掺镱光纤长度的改变,将影响超荧光光源的最大输出功率、斜率效率及中心波长,随着掺镱光纤长度的增加,最大输出功率和斜率效率下降,中心波长红移。固定光纤长度,改变泵浦功率,随着泵浦功率的增加,超荧光的最大功率和FWHM增加,光谱中心波长偏移很小。在掺镱光纤长度为5.7 m时,超荧光光源的最宽FWHM为14.81 nm,斜率效率在80.3%以上,输出功率的波动小于1%,没有驰豫振荡出现。

设计了级联式全光纤1018 nm光源。该光源采用两级级联放大方案，实现了对低功率1018 nm种子光的放大，获得了4.2 W的最大输出功率，并分析了影响放大效率的因素。以获得的1018 nm激光为抽运源，进行了1070 nm信号光的同带抽运放大器实验研究，测量了放大器的输出特性。在纤芯抽运实验中，获得了明显的放大效果和较高的功率转换效率。进行了瓦量级包层同带抽运的实验研究，分析了导致包层抽运实验中功率转换效率偏低的原因并提出了解决方案。