高功率单模光纤激光器具有高光束质量、高功率输出、散热性能好、结构简单等特点,被广泛应用于军事、打标、切割和焊接等领域。光纤激光器能量密度大,切割精度高,因此逐渐的取代了传统的机床加工等方式。高功率光纤激光器首先应用在国防方面,激光武器和激光制导的出现大大提高了国防的力量。激光武器也是作为中国制造2025中的关键一环,研究人员对光纤激光器开展了深入的研究。目前,单模光纤激光器的输出可以达到上万瓦级别。然而,模式不稳定现象的出现,破坏了光纤激光器的光束质量,阻碍了单模光纤激光器输出功率进一步提升。近年来关于模式不稳定现象的成因众说纷纭。本论文开展了对模式不稳定的理论和实验研究,论文的主要工作包括以下几个方面:(1)对模式不稳定的现象进行了理论分析和实验研究。阐述了模式不稳定的物理起源和影响因素的理论分析。首先理论分析了光纤激光器的原理和模式不稳定现象的起因,进而通过软件模拟了光纤长度对激光器输出功率的影响,最后利用软件分析不同因素对模式不稳定阈值的影响。实验中通过改变泵浦光波长,探究了泵浦光波长对模式不稳定的阈值的影响。实验发现与976 nm泵浦光相比,采用915 nm泵浦光可以提高模式不稳定的阈值。进一步探究了盘绕半径对模式不稳定阈值的影响,实验发现减少增益光纤的盘绕半径可以提高系统的模式不稳定阈值。进一步采用双向泵浦的方式,发现双向泵浦的方式不仅可以提高模式不稳定的阈值,还可以缓解熔接点压力。(2)基于光纤无源器件的制作和模式不稳定阈值的分析,利用了915 nm的泵浦源并采用了双端泵浦的方式,通过改良掺镱光纤盘绕半径,获得了功率高达2 kW的光纤激光器。为了获得高光束质量的输出激光,实验采用了自制的包层光剥模器,剥离度为30 dB。通过采用二氧化碳激光器对光纤刻蚀的方法,对光纤内包层进行刻蚀,破坏光纤的全反射结构,最后得到具有较高剥离度的剥模器。最后得到的光束质量因子仅为1.19,取得了较好的研究成果。