由于稀土掺杂的光纤激光器在许多领域展现出诱人的应用前景，并呈现出逐步替代现有传统高功率激光器的趋势，因此，开展稀土掺杂光纤激光器，如3μm与2μm级联振荡Ho³⁺：ZBLAN光纤激光器、Tm³⁺：Ho³⁺共掺石英光纤激光器以及Er³⁺：Yb³⁺双包层共掺光纤激光器等的理论与新技术研究，不仅具有重要的科学价值，而且将对促进我国医疗、通信、军事、工业加工等领域的发展有着十分重要的意义。 本论文的主要研究工作及创新如下： 1、在国内首次基于3μm与2μm级联振荡Ho³⁺：ZBLAN光纤激光器的工作原理建立了1.1μm带泵浦下级联振荡Ho³⁺：ZBLAN光纤激光器的动态、稳态速率方程以及功率传输方程与相应的边界条件，建立了比较完善的理论模型，并进行了该激光器稳态、动态特性的数值分析。数值分析表明，级联振荡Ho³⁺：ZBLAN光纤激光器具有极高的能量转换效率，并容易产生级联振荡。 2、国内首次从实验上开展了3μm与2μm级联振荡Ho³⁺：ZBLAN光纤激光器的探索，获得波长约2920nm和2040nm的微弱的级联激光辐射。 3、国内首次对Tm³⁺：Ho³⁺共掺石英光纤激光器产生激光的机理进行了研究，建立了796nm及1180nm激光泵浦的Tm³⁺：Ho³⁺共掺石英光纤激光器的理论模型，并进行了稳态特性的数值分析。然后从实验上开展了Tm³⁺：Ho³⁺共掺石英光纤激光器的研究，分别用功率为1.4W的796nm的Ti：S激光器和功率为6.4W的光纤Raman激光器泵浦。对于后者，在光纤长度为1m时，获得了最大930mW的激光输出，中心波长为1880nm，光—光转换效率30％，这是由Tm³⁺辐射跃迁产生；当光纤长度为3m时，最大激光输出降为650mW，而中心波长移到1960nm，这是Ho³⁺辐射跃迁所致。 4、首次利用Ti：S激光器作泵浦源，并利用Ti：S激光腔和Tm³⁺：Ho³⁺共掺石英光纤构成复合腔外腔调谐的方法，成功的获得了波长为820nm带的高光束质量单横模光纤激光，最大输出功率达到1W，光—光转换斜率达到15.7％，从而在一定程度上使Ti：S激光器具有光纤激光器的方便性。稀土掺杂光纤激光器研究 5、基于E尸十:Yb3+共掺双包层光纤激光器的理论模型，在数值分析的基础上，利用两种E尸十:Yb3十共掺双包层光纤，研制成功了Er3+:Y宁十共掺双包层光纤激光器，在波长约1565nln处分别获得了输出功率3.SW的多模和2.ZW的单模激光，这是目前国内用Er3+:Yb3+共掺双包层光纤所获得的最高功率。关键词:稀土掺杂光纤;双包层光纤;光纤激光器;光纤激光理论;钦宝石激光器