使用结构为42°Y-X LiTaO3(600 nm)/SiO2(500 nm)/Si的SOI衬底，通过抑制横向模式等优化设计，研制了单端谐振器和声表面波滤波器。经测试，谐振器的谐振频率为1.5 GHz，品质因数(Q)值高达4 000；滤波器的中心频率为1 370 MHz，插入损耗为-1.2 dB，1 dB带宽为74 MHz，相对带宽达到5.4%，阻带抑制大于40 dB，且温度系数在-55~+85 ℃时优于-9×10-6/℃。该产品具有高频、宽带、低损耗、低温漂、高阻带抑制的特点，其性能指标优异，具有很好的实用性。

为研究掺镱光纤（YDF）光子暗化效应对高功率高亮度光纤激光器的影响，利用25/400 μm大模场YDF和915 nm半导体泵浦源搭建了光纤激光振荡器，输出功率可达5 kW，输出激光为近单模。对该光纤激光振荡器进行满功率拷机时出现了光子暗化现象，激光器输出功率急剧下降，输出激光时域中呈现出强烈的横向模式不稳定性（TMI）现象。经过多次测试后发现：后向泵浦时该光纤激光振荡器的TMI效应对应的泵浦功率阈值和输出功率阈值均出现一定程度的下降（约为14%），与传统理论相符；前向泵浦时TMI效应对应的泵浦功率阈值和输出功率阈值出现一定程度的上升（约为15%），这与传统理论不相符，需进一步开展研究。最终，该光纤激光振荡器输出功率受到光子暗化效应的影响无法维持在5 kW功率水平。

基于大机电耦合系数LiNbO3材料，该文设计了一种激发Love波模式的宽带低损耗声表面波滤波器。研究了不同切向下LiNbO3材料的机电耦合系数,以及不同切向、膜厚下15°YX-LiNbO3的瑞利波激发情况。测试结果表明，采用铜电极对谐振器进行切趾加权抑制横向模式，宽带滤波器可实现较小的插入损耗和较好的通带特性。

Cu/15°YX-LiNbO3声表面波(SAW)谐振器作为宽带SAW滤波器的核心单元，其横向模式的存在极大地影响了SAW滤波器的通带性能，将引起带内波纹，增大器件插损，从而降低系统信噪比，引起信号误读。该文基于Piston技术抑制Cu/15°YX-LiNbO3 SAW谐振器的横向模式，利用有限元仿真优化了指条末端尺寸。仿真结果表明，慢速区域尺寸占空比为0, 692，长度约为0, 65λ(λ为波长)时，主模附近的横向模得到完全抑制，并通过实验验证了其有效性。这为Piston技术应用于Cu/15°YX-LiNbO3宽带SAW滤波器的横向模抑制提供了指导。

采用改进的化学气相沉积工艺结合溶液掺杂技术成功制备了一种低数值孔径部分掺杂纺锤形光纤。该光纤的数值孔径约为0.05，镱离子在纤芯中的掺杂直径比约为77%，光纤两端纤芯和包层的直径分别为25 μm和400 μm，中间部分纤芯和包层的直径分别为37.5 μm和600 μm。搭建976 nm双端泵浦光纤放大器，该光纤最终实现了4.188 kW 的单模激光输出，斜率效率为82.8%，最高功率下的光束质量因子约为1.3，其输出功率的继续提升受限于受激拉曼散射效应。

研究了掺镱全光纤激光振荡器中横向模式不稳定效应与受激拉曼散射之间的关系。在纤芯直径为20 μm的单端抽运1.5 kW级全光纤激光振荡器中，当受激拉曼散射达到一定阈值时，横向模式不稳定效应突然出现，激光器输出功率突然减小，减小的输出功率由包层光滤除器倾泻到谐振腔外。实验发现：受激拉曼散射光谱增强、输出功率减小与包层光滤除器温度上升存在一定的关联; 通过缩短光纤长度抑制受激拉曼散射，可以将单端抽运激光振荡器的横向模式不稳定阈值增大到2 kW以上。对纤芯直径为25 μm的双端抽运激光振荡器进行研究，同样通过抑制受激拉曼散射增大了横向模式不稳定阈值，获得了大于5 kW的激光功率输出。实验结果初步验证了在非线性较强的情况下，受激拉曼散射是导致横向模式不稳定的原因，通过抑制受激拉曼散射可以增大横向模式不稳定阈值。

利用半导体激光器（LD）抽运大模场增益光纤实现了输出功率大于4 kW的主振荡功率放大结构全光纤激光器。实验研究了增益光纤纤芯直径和抽运波长不同情况下激光器的受激拉曼散射（SRS）和横向模式不稳定（TMI）特性。为了抑制SRS，选择纤芯为30 μm的大模场掺镱光纤作为增益介质；为了抑制光纤放大器中的TMI，利用增益光纤吸收系数较低波段对应的915 nm LD作为抽运源，将增益光纤弯曲半径降低到10 cm以提高高阶模的损耗。在种子功率为100 W、最高注入抽运功率为5.3 kW时获得了4.1 kW的功率输出，光束质量M2为2.2，输出激光中无SRS和TMI现象。

分析了温度梯度对光纤激光器横向模式的影响。通过建立简化的光纤截面热传导模型，得到了光纤截面温度的分布。利用场分析软件分析了在不同抽运功率、吸收系数、折射率温度系数下光纤激光器横向模式的变化，发现当抽运功率提高时，横向模式有向纤芯收缩的趋势，这可能是高功率条件下光纤激光器中高阶模式出现的原因之一。当吸收系数增加或折射率温度系数增加时，横向模式也有向纤芯收缩的趋势。