本文通过熔融金属法在线制备镀锌石英光纤，并探究涂覆温度对镀锌石英光纤表面质量和力学性能的影响。通过图像处理软件统计镀层包覆率，通过扫描电子显微镜、偏反光显微镜和激光共聚焦显微镜分别测量镀层厚度、晶粒尺寸和粗糙度，发现随着涂覆温度的升高，镀层包覆率和镀层厚度均减小；镀层凝固时间延长，晶粒尺寸增大；镀层粗糙度逐渐增大。通过抗拉试验机测量镀锌石英光纤的最大拉断力，与裸光纤相比，提升了139%。

稀土掺杂石英光纤具有物化性能稳定、机械强度高、易于系统集成等优点，是目前光纤激光器最核心的增益介质，但其稀土掺杂浓度一般较低（<2%）。利用溶胶凝胶法和高温烧结工艺制备了Tm³⁺掺杂浓度为^{8.29×1020 cm-3的高硅氧玻璃，并表征了其光谱性能。采用溶胶镀膜和二次熔融拉锥方法制备了芯径约为4 μm、外径为125 μm的石英光纤，其可与商用无源光纤进行熔接。利用全光纤化线性腔结构，以制备的不同长度掺Tm3+石英光纤作为增益介质，均可实现1947 nm激光输出，光信噪比约为70 dB；当光纤长度为4.6 cm时，斜率效率高达14.1%；同时搭建了掺铥光纤放大器，测得光纤小信号净增益系数为0.48 dB/cm。研究结果表明，该新型光纤制备方法可为高浓度掺铥石英光纤提供新途径，有望推动其在2.0 μm单频及高重频锁模光纤激光器中的应用。}

石英光纤传像束在医疗诊断、工业设备探伤、电力设施监测、大视场成像等领域具有重要应用。本文利用溶胶凝胶法在像元单丝间隙中引入吸收剂，解决了传像束光串扰难题。采用一次复丝工艺，制备出外径为600 μm、像元为15 000的石英光纤传像束，像元单丝直径约4.4 μm，分辨率约为113 lp/mm。结果表明，传像束无暗丝、断丝，成像清晰，无畸变，达到了商品化使用需求。

在高功率激光运转条件下,掺杂稀土离子的量子亏损和玻璃材料的本征吸收均会造成光纤放大器中增益光纤温度的整体上升与梯度分布。在热平衡状态下,光纤材料的热光效应将会诱导光纤横向折射率的再分布,引发高功率激光运转条件下增益光纤模式特性的改变。为此,利用多物理场有限元建模的数值计算方法对高功率激光运转条件下大模场掺镱石英光纤的热致模式特性展开系统研究,分析总结大模场增益光纤的模式特性在不同激光运转功率、增益光纤设计参数(纤芯直径、数值孔径、热光系数)和光纤弯曲使用条件下的变化规律。结果表明,随着激光运转功率的增加,纤芯和包层之间的温差会变大,从而导致光纤的归一化参数V值增大,最终使模式的传输损耗系数减小,模式在纤芯区域的功率因子增大。

光纤隐失波传感器具有设计简单、灵敏度高、易与其他传感技术相结合的特点，被广泛应用于生物和化学传感领域。概述了光纤隐失波传感的定义和常用的光纤种类；总结了光纤隐失波传感器的优化方法和原理；回顾了石英光纤以及硫系光纤在生化传感领域的研究进展，并展望了今后的发展方向和趋势。

掺镱石英光纤是掺镱光纤激光器及放大器的重要基础元件.掺镱光纤性能提升是促进掺镱光纤激光器系统功率进一步攀升的关键.本文回顾了高功率掺镱光纤激光器系统功率攀升情况及功率限制性问题，简述了针对激光功率攀升的瓶颈问题所提出的改善性方案.重点阐述了掺镱光纤制备技术、光纤材料、结构性设计在改善功率限制性方面所取得的研究进展，并对未来掺镱石英光纤的研究及发展趋势进行了展望.

利用改进化学气相沉积(MCVD)工艺结合原子层沉积(ALD)掺杂技术制备铋铒共掺石英光纤(BEDF), 对其进行熔融拉伸处理, 研究其近红外发光特性。实验结果表明, 随着拉伸长度增加, BEDF的透射谱强度下降, 同时, 在980 nm抽运光激发下, 铋活性中心（BACs）在940 nm和1100 nm波段处荧光的强度随着拉伸长度的增加而明显增强, 当拉伸长度为1.5 cm时, 分别增加8.2 dB和9.7 dB。经熔融拉伸处理后, 仅4.9 cm长的BEDF的荧光强度增强, 这可能是因铋离子的价态变化和铋活性中心浓度的下降所致。这对研究铋相关发光材料在近红外波段的发光机理, 提升发光中心的发光效率具有重要的意义。

掺铥光纤激光器在医疗、塑料焊接、激光雷达和光学参量振荡等领域有着重要应用。介绍了掺铥石英光纤、高功率连续掺铥光纤激光器和脉冲掺铥光纤激光器最新研究进展,分析和讨论了掺铥光纤激光器的发展和技术瓶颈,分别从光纤设计、抽运方式以及激光器结构三个方面提出优化和调整,通过改善掺铥光纤激光器的热管理和非线性效应,实现更高输出功率的掺铥光纤激光器。

高功率密度脉冲激光的光纤耦合性能一直制约着激光飞片起爆技术的工程化应用。针对106 W/cm2级功率密度脉冲激光在光纤中的耦合特性, 设计了一套光纤对准夹具, 用于开放光路下脉冲激光的光纤耦合。使用波长为1 064 nm, 脉宽6 ns的调Q脉冲Nd:YAG激光, 研究了其在大功率石英光纤和AgI/Ag空芯光纤中的能量传输效率和损伤阈值。结果显示: 在焦点前后10 mm范围内, 石英光纤的传输效率平均值为76.2%, AgI/Ag空芯光纤的传输效率平均值为61.8%; 在焦点前2 mm处, 测得石英光纤损伤阈值为22.3 mJ, AgI/Ag空芯光纤损伤阈值为29.4 mJ。通过对比结果可知, AgI/Ag空芯光纤拥有较高的损伤阈值, 然而AgI/Ag空芯光纤的传输效率比石英光纤低约15%, 其工程化应用潜力还有待进一步开发。