主振荡功率放大（main oscillation power amplification, MOPA）结构由于其光束质量良好和参数可调的优点，已成为高功率光纤激光器的主流设计之一。为了改善高功率掺镱光纤激光器（ytterbium-doped fiber laser, YDFL）的输出性能，提高系统的光-光转换效率，文中报道了一台基于915 nm泵浦激光器和双包层掺镱光纤（ytterbium-doped fiber, YDF）的MOPA结构全光纤高功率激光器。该高功率光纤激光器由电调制激光二极管（laser diode, LD）泵浦的种子激光器和掺镱光纤放大器（ytterbium-doped fiber amplifier, YDFA）组成。连续光（continuous wave, CW）工作模式下，激光种子源经过YDFA后，实现了中心波长为1 069.96 nm的激光输出，最大平均输出功率可达945.9 W，MOPA激光器整机的斜率效率高达74.12%，具有良好的稳健性。该研究方案对研制高功率MOPA光纤激光器具有参考意义。

单片集成式主振荡功率放大器（MOPA）具有体积小、功率大、光束质量高等优势，通过集成布拉格光栅，还能够实现窄线宽和动态单模，在倍频、泵浦、光通信和传感等领域具有重要应用价值，是近年来半导体光电子器件的研究热点。本文梳理了单片集成式MOPA的主流结构，包括锥形、脊型、布拉格光栅型和三段式MOPA，以各自的工作原理和性能特征为出发点，介绍其主要的研究方向，并结合它们各自面临的问题介绍最新的发展趋势。针对单片集成式MOPA中普遍存在的高功率下光束质量退化的问题，梳理了近年在外延层结构、腔面光学薄膜和电极设置等方面的优化设计，重点总结了单片集成式MOPA在提高光束质量及高功率、容线宽及高亮度方面的重要进展。围绕不同领域的应用需求，整理了具备高功率、窄线宽、高光束质量和高亮度等性能特征的单片集成式MOPA的研究进展，最后展望了单片集成式MOPA的发展趋势。

为改善高功率掺铥光纤激光器（TDFL）的输出性能，提高系统的光-光转化效率，研制了一种全光纤主振荡功率放大结构（MOPA）的高功率TDFL，可在连续（CW）和准连续（QCW）两种模式下工作。首先，搭建了激光振荡器，对种子源激光器的输出特性进行研究。接着，搭建掺铥光纤放大器，并将其与激光振荡器连接，研究MOPA结构光纤激光器的输出特性。最后，在QCW调制模式下，分析MOPA结构光纤激光器的脉冲特性。结果表明：激光振荡器实现了中心波长为1940 nm连续稳定的激光输出，最高平均输出功率为18.56 W，斜率效率为54.84%，且光谱无拉曼成分。利用该低功率连续激光作为种子源经过自制的掺铥光纤放大器后，平均输出功率可达66.9 W，斜率效率为48.48%。当系统在QCW模式下工作时，可以实现对频率和占空比的调节，且当频率为75 Hz，占空比为10%时，经计算其峰值功率为80.3 W。该研究方案对研制2 μm波段更高功率的MOPA激光器具有参考意义。

高功率窄线宽光纤激光器在非线性频率转换、光谱合成以及相干合成等领域有着重要的应用前景。本文基于自研的复合腔结构窄线宽振荡器作为种子，采用单级主振荡功率放大技术（MOPA），实现了5 kW高效率的近单模窄谱激光输出。通过优化振荡器的时序特性和放大级结构，受激拉曼散射、光谱展宽和热致模式不稳定效应得到综合抑制。在最高功率时，信号光的3 dB和20 dB线宽分别为0.48 nm和2.1 nm，放大器的斜率效率约为86.1%，拉曼抑制比为28.3 dB，光束质量M²约1.35。本研究工作对于高功率窄线宽光纤激光的发展和研究具有重要的指导意义。

单频光纤激光器以其独特的窄线宽、低噪声的激光特性，结合光纤系统高光束质量、高集成性以及免维护等应用优势，在冷原子物理、高分辨光谱分析、引力波探测以及远距离相干通信等前沿科学研究和应用领域具有广泛前景。伴随着光纤激光技术的快速发展，单频光纤激光器的性能在过去的二十年间得到了长足进步，单频光纤激光技术的基本体系逐渐建立。近年来，研究人员围绕高性能单频光纤激光器开展了一系列创新工作，在探索单频光纤激光的新机制、新结构，提升单频激光功率、压缩线宽、抑制噪声以及拓展工作波段等方面取得了不俗的研究成果。为此，笔者系统总结分析了近五年来高性能单频光纤激光器的研究进展，及时捕捉当前单频光纤激光领域研究趋势及所面临的新的发展瓶颈，并对单频光纤激光技术在新阶段的发展方向进行了展望。