90年代，光子晶体光纤的诞生，为构建高性能的光纤器件提供了一种新的可能，基于光子晶体光纤实现高功率光纤有源器件的研究成为国际上的热点问题。本文的研究内容就是跟踪这一热点，对大模面积掺Yb<3+>双包层光子晶体光纤激光器和超荧光光纤光源进行了较为系统、全面的研究探讨。论文的主要内容包括： 1．光子晶体光纤模场特性理论分析 简单介绍光子晶体光纤理论研究的各种方法。详细说明了全矢量平面波法的理论模型。利用以全矢量平面波法的理论模型为基础的BMP软件，模拟了空气孔排列方式、纤芯形状和空气孔占空比对模场的影响。结果发现，气孔三角形排列适用于高功率激光器大模面积光子晶体光纤；抽取中心毛细管数目不同导致纤芯形状不同，而纤芯形状对模场有较大影响；空气孔占空比越小，模场面积越大，反之模场面积越小。 2．掺Yb<3+>双包层光子晶体光纤激光器的研究采用新型的、具有大模面积的掺Yb<3+>双包层光子晶体光纤构建了高功率输出的光子晶体光纤激光器。当入纤功率为7.2 W时，激光器的最大输出功率为4.3 W，斜率效率和最大光．光转换效率分别为69.4％和59.7％，激光波长1070nm。高功率激光输出存在着自脉动行为。当增加谐振腔损耗时，在时域特性中表现为随机出现巨脉冲，在光谱中发现增益谱外长波方向出现尖峰，认为是非线性效应。 分别在360mm、210mm和660mm三个弯曲半径，测量光纤激光器输出光斑的模式分布。结果表明，当增益光纤的弯曲半径较大时，随着激光输出功率的增加，激光输出模式将由单横模输出向伴有高阶横模的多模输出演化。而当增益光纤的弯曲半径较小时，由于弯曲损耗的增大，高阶横模易于泄漏，使得在高功率运转下，激光能始终保持单横模输出。对各弯曲半径下的激光输出光斑进行偏振状态检测验证了此结论。 3．掺Yb<3+>双包层光子晶体光纤超荧光光源的研究 采用大模面积的掺Yb<3+>双包层光子晶体光纤构建了双程前向超荧光光源。在入射泵浦功率为4.76W时得到了最大超荧光输出1.649w，中心波长1067.6nm，3dB带宽为22.4nm，斜率效率为56.7％，此时的光一光转换效率(超荧光输出功率与入射泵浦光功率之比)为34.6％。随着超荧光输出功率的增加，输出光谱的3dB带宽逐渐变窄。分析认为这是由于光纤中能级展宽主要是均匀展宽造成的。