针对传统高功率光纤激光器焊接不稳定、飞溅量大、难以实现精密焊接的问题，设计了一种光斑可调的信号合束器，首次以50 μm/70 μm/600 μm/620 μm/660 μm大芯径环形双芯光纤作为输出光纤，基于光束非相干合成技术，通过RSoft软件对合束器进行了模拟仿真，分析了其模场变化情况，设计的合束器满足绝热拉锥以及亮度守恒两个原则，调控拉锥比（TR）使其可以实现中心和外环独立工作。采用套管法将7根25 μm/250 μm光纤耦合到一起形成熔锥光纤束，再将其与输出光纤进行熔接，制成了高功率大芯径环形光斑可调信号合束器。此光纤合束器的传输效率≥98%，中心光束质量因子（M²）仅为1.76，此时中心端口输出功率为3.036 kW。而后对合束器进行了耐环境测试，合束器在低温与高温下表现出的传输特性良好。将该光斑可调的环形光斑信号合束器应用到激光器中，通过调节中心和外环激光功率，可以在任何温度环境下实现超高速焊接，为激光复合焊接提供了一种新途径。

为了便于精确控制熔锥光纤的形状，基于理论与实验研究，首先建立了熔融拉锥过程中熔锥光纤的成形模型，分析了熔锥形成的基本原理，并分别对加热区域不变及线性变化两种情况下熔锥形状进行理论分析，确定了加热区域长度、拉锥距离与熔锥过渡区形状、锥腰长度及半径的关系，最后给出了一系列熔锥光纤的理论形状和实验得到的实际形状。实验结果表明，熔锥的实际测量值与理论值十分接近，相对误差<3.89％。

报道了利用熔锥光纤石墨烯饱和吸收体实现1 μm波段的双波长锁模掺镱光纤激光器(YDFL)。利用光学诱导沉积法，将水溶液中的石墨烯纳米复合物在光倏逝场的作用下沉积至熔锥光纤的锥腰部位。该石墨烯熔锥光纤器件作为可饱和吸收锁模部件具有制作灵活、全光纤结构以及高损伤阈值等优点。基于该器件的可饱和吸收及腔内双折射滤波特性，通过调节偏振控制器优化激光腔内偏振特性，实现了稳定的YDFL双波长锁模。该激光器的两个锁模波长分别为1034.77 nm和1038.85 nm，二次谐波锁模重复频率为1.09 MHz，腔内单脉冲能量最大可达35 nJ。

基于光在熔锥光纤中传输的基本原理，分析了在外界温度不断变化的情况下涂覆折射率匹配液的熔锥光纤传输损耗特性。利用计算机仿真与实验得到了这种器件的传输损耗特性曲线，计算机仿真结果和实验结果的一致性很好地说明了熔锥光纤传输特性随温度变化的关系。随着外界环境温度的升高，折射率匹配液的折射率降低，熔锥光纤所携带的光功率占总光功率的比值增加，导致传输损耗减小。同时利用这种传输特性得到了一种温度可调的短通滤波器件，在一定温度下，这种滤波器对长波的滤波大于35 dB，其滤波截止波长随温度升高而向长波方向漂移，温度系数是40 nm/℃。

从理论和实验上研究了一种价格低廉、操作简单、可用于多点并行测量的液体折射率光纤传感器。该传感器采用分路器进行预分光, 利用高稳定放大自发辐射光源作为光源、普通光功率计作为光电探测器, 以熔融拉锥光纤作为传感单元。建立了一个简单模型, 分析了芯层所携带的光功率占总的光功率的比值随外部介质折射率变化的关系。实验上对不同折射率样品的传输损耗进行了测量, 采用对比方法作出了传输损耗随折射率变化的定标曲线。实验结果表明：外部介质折射率越高, 传输损耗越大。并验证了反射器（光纤布拉格光栅）的引入能够有效的提高系统的灵敏度。

基于CO2熔拉锥技术,对熔拉锥设备的控制方法进行了改进.利用柱体Mie散射公式计算光纤在加工过程中的光能利用率,结合Grellier的热传导模型,确定了加工过程中激光功率增长与光纤拉伸距离之间的对应关系.利用计算结果,采用分段直线递增的方法对激光功率进行控制,简化了仪器控制的难度.实验得到锥腰直径2～3 μm左右的熔锥光纤,锥腰和过渡区的形状和尺寸都得到了很好的控制.

利用H. J. Shaw提出的单模光纤定向耦合器的分析方法并结合微球腔的特性,对熔锥光纤与球微腔系统的耦合特性进行了理论分析和数值模拟.研究表明,由于原本简并的球腔模式受腔体偏心率的影响而解除,系统吸收峰间距减小,Q值( 106 ~107 )比将腔体视为理想球时提高了三个数量级.这与已报道的实验结果相吻合.