理论分析了波长为2 µm的掺铥光纤放大器中受激布里渊散射（SBS）对激光输出性能的影响，研究了双包层掺铥光纤在793 nm的泵浦波长和1.9~2.1 µm的激光工作波段的光模分布、有效折射率、有效模场面积和归一化频率，数值计算了在1.9~2.1µm的激光工作波段双包层掺铥光纤中的布里渊频移和布里渊增益谱等SBS特性。利用增益光纤中的受激布里渊散射理论模型，研究了受激布里渊散射对掺铥光纤放大器激光输出性能的影响。在DTDF-10/130双包层掺铥光纤中，使用功率为100 W、波长为793 nm的连续光作为泵浦，可对波长为2 μm、功率为0.01 W的连续信号光进行放大。当泵浦光功率填充因子为0.01、0.02和0.03时，信号光的最大输出功率分别为25.27 W、31.08 W和34.06 W。对应的最佳双包层光纤长度为2.66 m、2.02 m和1.75 m，由受激布里渊散射产生的斯托克斯光功率分别为1.68 W、1.39 W和1.14 W。结果表明，在掺铥光纤放大器中使用泵浦光功率填充因子大的双包层光纤可以降低光纤长度，从而减小受激布里渊散射对信号激光输出功率的影响。本文的数值模型可以对光纤放大器的光纤长度进行优化，对提高实验效率、降低实验成本具有重要价值。

基于少模和多芯光纤的空分复用技术被认为是未来大幅提高单根光纤数据传输容量最重要的技术之一。采用少模光纤的空分复用技术要实现长距离传输，少模掺铒光纤放大器（Few?mode erbium?doped fiber amplifier，FM?EDFA）是补偿光纤传输损耗的关键器件，而少模掺铒光纤决定了FM?EDFA的性能。相对于单模掺铒光纤而言，少模掺铒光纤除了有增益、带宽、噪声等基本指标之外，还有一个独特的指标——差分模态增益。高差分模态增益会导致系统中断概率的提升，因此在少模掺铒光纤放大器中最小化差分模态增益以保持信号质量至关重要。本文系统阐述了差分模态增益的产生机理及改善策略，总结了少模掺铒光纤的不同设计，对比了采用不同设计及基于不同泵浦方式的少模掺铒放大光纤的性能特点，并对少模掺铒光纤的放大性能研究做出了展望。

近年来，相干探测激光雷达是测量远距离低空风切变的有效手段，1.6 μm波段固体激光器以其人眼安全、探测器件成熟等优势成为相干雷达主要光源。其增益介质Er:YAG晶体在1532 nm波段有较强的吸收峰，但吸收谱较窄，因此通过使用1 532 nm光纤激光器进行谐振泵浦可以有效提高晶体输出效率。为此，文中以Er/Yb双包层光纤为增益介质，1532 nm光纤光栅为反射腔镜，976 nm半导体激光器为泵浦源，实现了全光纤化1532 nm激光输出。输出激光最大功率73.44 W，波长可调谐范围为1531.35~1532.14 nm，波长谱宽为0.06 nm，x和y方向的光束质量M²分别为1.38和1.26，是1.6 μm固体激光器的理想泵浦源。并采用此激光器泵浦Er:YAG非平面环形腔获得1.3 W单频激光输出，斜率效率为31.76%。

在高功率光纤激光系统中，包层光滤除器能将光纤中包层光滤除以保证输出激光光束质量，光纤端帽通过对输出激光扩束降低输出光纤端面的光功率密度，从而保护光纤端面不受损坏，两者都是高功率光纤激光系统稳定运行的重要核心器件。将包层光滤除器和光纤端帽进行一体化设计，制备了一体化高功率光纤包层光滤除器和光纤端帽并分别应用于20 kW合束系统和单纤系统中，输出功率达到20 kW时，端帽的最高温度约为40 ℃，温升速率约为0.8 ℃/kW。