对拉曼放大器(RA)的放大自发辐射(ASE)噪声、等效自发辐射因子、等效噪声系数以及RA中的ASE噪声、瑞利噪声、光纤长度和开关增益分别对光接收机信噪比的影响进行了理论分析，并对双重瑞利背向散射噪声进行了理论计算和相关数值仿真。计算与仿真结果表明：在同一信号输入条件下，RA相对掺铒光纤放大器(EDFA)能提高光接收机的信噪比；RA的等效自发辐射因子＜1且其随开关增益的增加而减小，因而优于EDFA；RA的瑞利噪声可以忽略的条件为RA的增益＜15 dB;文中还得到对优化设计RA具有重要参考价值的一些其它结论。

研究并设计了一种用3 dB宽带耦合器制作的光纤环形镜作为反射镜的双级双程单管抽运高平坦度高功率C+L波段ASE光源.用2个980 nm激光二极管调试两级抽运光功率的分配,两级采用掺铒浓度不同的光纤并优化光纤长度,获得了功率高达15.28 mW(11.84 dB/m)的C+L波段ASE光输出,平均波长为1 559.31 nm,在未采用任何外加滤波器的情况下,其平坦区域3 dB带宽66.72 nm(从1 533.12 nm至1 599.84 nm).之后采用一个激光二极管实现两级双向同时抽运得到了同样的效果.通过光纤环形镜的使用,不仅提高了抽运源利用效率,且改善了光源的平坦度,在实验过程中,在平坦度相度相对要差一些的条件下,还通过调整两级抽运光的功率及分配比例得到了功率达到30.11 mW的C+L 波段ASE输出.

分析了口径为ф80 mm的钛宝石晶体内的增益特性,对大口径钛宝石晶体中的泵浦光能量密度和泵浦光口径进行了优化设计.对于ф80 mm×17 mm的晶体,最佳工作光束口径为ф55 mm,泵浦能量为50 J;对于ф80 mm×30 mm的晶体,最佳工作光束口径为ф60 mm,泵浦能量为90 J,且其横向小信号增益远小于ф80 mm×17 mm晶体的.对影响大口径钛宝石晶体放大的横向放大自发辐射(ASE)和寄生振荡采用折射率匹配的包边技术进行了抑制。实验表明,该方法把允许横向增益从13提高到了2 100.实验系统为100 J绿光台面泵浦激光器,100 TW主放大器采用四程空间构型放大光路.ф80 mm×17 mm钛宝石晶体c轴水平放置,泵浦光和主激光均为水平偏振.当以泵浦光能量为49 J对主放大器进行双端泵浦,注入信号光能量为1.2 J,光束口径ф60 mm时,获得了14.2 J的放大光输出和286 TW的最高峰值功率.

根据掺铒光纤激光器的速率方程,对线性腔连续掺铒光纤激光器的输出特性进行了详细的理论分析,得到了980 nm泵浦的掺铒光纤激光器在稳态条件下的解析表达式.利用数值模拟结果对光纤激光器的上下能级粒子数和泵浦功率沿光纤长度分布以及泵浦阈值、斜率效率等进行了分析和讨论,并进行了980 nm泵浦的掺铒光纤激光器的实验,实验证明:光纤激光器的阈值与理论计算基本一致.

发展了小纵横比(长/直径)条件下、具有圆柱对称性介质的高功率KrF准分子激光放大器中，放大自发辐射效应的三维理论模型和计算程序(3D-ASEP)。考虑自发辐射的频率分布效应以及侧壁表面反射效应。结果分析表明：当纵横比及入射负载均较小时，放大自发辐射对输出光束质量有较大影响。给出了介质参量的最佳定标。对现有实验装置(天光Ｉ号)及多级放大系统作了模拟计算。为实验上改善光束质量提供了一定的理论数据。

分析了采用光栅引入空间色散的超短脉冲放大器对抑制谱带变窄、增益饱和及减少放大的自发辐射等作用，并在实验上采用4f系统的单级染料放大器，获得了大于103放大倍率。