高功率光纤激光器多选用掺镱双包层光纤作为增益介质。掺镱双包层光纤与普通非掺杂光纤相似,由于纤芯尺寸非常小,一般为几微米至几十微米量级,极容易产生自脉冲效应。进行了大功率条件下掺镱光纤激光器自脉冲效应的研究,观察到不同的自脉冲现象。 研究结果表明,在大功率激光作用下,尽管镱离子不存在浓度淬灭,但是对于大芯径掺镱双包层光纤,与其他三能级系统相同,均存在弛豫振荡引发的饱和吸收自脉冲效应。掺镱光纤激光器中的饱和吸收效应、受激布里渊散射、受激拉曼散射等自脉冲效应不容忽视。

受激拉曼散射(SRS)会限制光纤激光器功率的提高。利用光纤激光器的功率传输方程，理论分析了高功率掺Yb3+双包层光纤激光器中的受激拉曼散射效应，得到了纤芯直径、光纤长度、掺杂浓度以及抽运方式对光纤激光器特性的影响。通过分析，得到了增大纤芯直径、减小光纤长度、降低掺杂浓度以及合理的抽运方式可以有效地减小拉曼散射的影响。利用已有的实验结果对理论模型进行了对比，证明了理论模型的正确性。所得的结果对设计实现高功率双包层光纤激光器提供了理论依据。

高功率光纤激光器大多选用掺镱双包层光纤作为增益介质, 由于光纤尺寸较小, 极易在光纤谐振腔中产生受激布里渊散射、受激拉曼散射效应。包层掺镱双包层光纤激光器中一旦发生受激拉曼散射和受激布里渊散射效应, 其产生高强度信号成为高功率光纤激光器的主要噪声来源, 影响激光输出的特性和稳定性。对包层抽运掺镱光纤激光器中的受激布里渊散射和受激拉曼散射进行了实验研究, 在单模双包层光纤中观察到受激布里渊散射和受激拉曼散射。实验结果表明, 在光纤谐振腔中, 抽运方式、谐振腔输出镜损耗、受激瑞利散射对受激布里渊散射

搭建了基于声光调Q种子源的主振荡高功率放大(MOPA)系统。采用自主设计和制备的大模场双包层(100μm /400μm)有源光纤,通过两级放大,在重复频率为60kHz、脉冲宽度为150ns的条件下实现了平均功率为1000W的脉冲输出,斜率效率为72.5%,光谱显示无剩余泵浦光和寄生振荡,同时没有受激拉曼散射效应。此时的脉冲宽度展宽到260ns,单脉冲能量为16.7mJ。这是采用国产光纤实现脉冲激光器平均功率突破1000W的首次报道。