在光通信、光学传感、精密测量、量子技术及原子物理等多个领域的需求牵引下，单纵模连续波激光器的输出稳定性和噪声特性需要进一步提升。本文针对单纵模激光器噪声中对输出功率稳定性起主要影响作用的强度噪声进行了讨论，阐述了其主要来源和产生机理，在此基础上对比分析了国内外当前主要的单纵模激光器强度噪声抑制技术和方法。为了提升大型激光装置前端系统中单纵模光纤激光器的输出稳定性，开展了基于半导体光放大器的强度噪声抑制技术研究，实现了强度噪声的有效抑制。

设计了两种用于单纵模光纤激光器的窄线宽全光纤环滤波器,其由超低反光纤光栅和1个(或2个)2×2光纤耦合器构成。从理论上推导出两种滤波器的反射率表达式,并且对其反射率、窄线宽和群时延特性进行了详细的数值分析和实验验证。研究结果表明:由超低反光纤光栅和光纤耦合器构成的单环滤波器具有高反射率、超窄线宽和大群时延特性,表现出良好的慢光效应。双环滤波器除了保持了以上良好特性,还因游标效应,共振幅度可调,相对单环滤波器,具有更大的有效自由光谱范围(FSR)、更大的边模抑制比(SMSR)以及不易跳模等特点。所研究的光纤环形滤波器具有窄线宽、结构紧凑和低成本等优点,可用作光纤激光器的反射腔镜来进一步压窄激光器线宽,尤其是当双环滤波器用作腔镜时,激光器的线宽更窄,模式更稳定。

分析了用于激光脉冲整形的激光器与单模保偏光纤之间的耦合问题, 提出了获得最佳耦合效率的条件, 为了提高耦合效率, 其耦合系统的设计以及放置的位置要都受到激光器谐振腔和光纤参数的限制, 并从实验上对所提出的耦合条件进行了验证。 所得结果为系统的优化提供了理论础和实验依据。