不同于传统激光器，随机激光器的光学谐振腔由多次散射替代，其激光形成于随机增益介质中的光波多重散射放大。因此，与传统激光器相比，随机激光器具有辐射方向与强度分布随机、阈值泵浦功率低、单纵模输出等特性，因而在军事与科技领域都有着广泛的应用。由于随机激光输出方向随机、不稳定，为改善其不足，人们相继提出多种低维结构。其中，通过采用光纤作为增益介质制成的随机光纤激光器可有效提高其输出的方向性。基于以上研究，Turitsyn等于2010年4月利用分布式瑞利散射和Raman放大成功研制了采用标准单模光纤作为增益介质的稳定连续随机光纤激光器，随机分布反馈光纤激光器的概念由此提出。与传统光纤激光器相比，随机分布反馈光纤激光器没有谐振腔，仅包括泵浦与增益介质两部分，其结构简单、方向性好，具有输出连续稳定、传输距离长及宽带波长可调谐等特性，在非线性光学、光传感与光通信等领域具有广泛的潜在应用前景，因而被认为是一种重要的新型光源。但就目前而言，随机分布反馈光纤激光器的理论研究尚不完善，其运行机理和特性仍需进一步探讨。此外，随机分布反馈光纤激光器的阈值泵浦功率相对较高，这在一定程度上限制了其在光纤通信及光纤传感等领域的工程应用。本文主要对全开放腔、半开放腔和环形腔等三种结构的随机分布反馈光纤激光器进行了研究，分别从理论模型、数值仿真和实验三方面对其功率分布、光谱特性、相干性等做了分析与探讨。本文首先以中间泵浦为例，介绍了随机分布反馈光纤激光器的理论模型并对其阈值进行求解。然后本文对全开放腔、半开放腔及环形腔结构随机分布反馈光纤激光器的输出特性进行了数值仿真。其泵浦光波和输出激光变化趋势可通过稳态传输方程来进行表述，该理论模型中同时考虑了光纤损耗、瑞利散射、Raman增益及频率的影响。文中采用打靶法对不同谐振腔结构的随机分布反馈光纤激光器输出特性进行数值模拟。结果表明，不同腔结构中Stokes光波功率分布趋势不同，研究有助于光纤放大器的优化与设计；同时，三种腔结构中，当腔长相同时，全开放腔对应激光阈值最高，环形腔次之，半开放腔最低，该结果可与实验很好地吻合。此外，文中还对三种谐振腔结构的随机分布反馈光纤激光器输出光谱特性进行了观测与比较。其中，对于环形腔结构，当其腔长较短时，输出呈现不稳定状态，而当腔长较长时，其输出光谱带宽可在较高功率泵浦作用下达到10nm。同时，由实验可得，环形腔随机分布反馈光纤激光器对外界温度变化及应变扰动均不敏感，该研究为随机分布反馈光纤激光器在低相干干涉测量等系统中的应用提供了可能。最后，作为对随机分布反馈光纤激光器的应用探索，本文对中间泵浦方式下的可变频谱随机光纤激光器相关特性进行了实验研究。结果表明：可变频谱随机分布反馈光纤激光器可实现双波长混合输出，其中短波长主要由FBG影响，当外界环境温度变化时，其波长将随之发生改变，而长波长输出特性主要源于Raman增益，对环境温度并不敏感。这一特性为随机分布反馈光纤激光器在光纤传感系统中的应用提供了可能。基于分布式瑞利散射的随机分布反馈光纤激光器机理与特性均不同于传统激光器及一般的随机激光器，该概念的提出为激光物理、非线性光学等学科提供了新的研究方向，也为激光器的发展及应用带来了新的机遇。因而对于随机分布反馈光纤激光器的探索具有重要的理论和现实意义。本论文的研究为新型光纤激光器的设计与应用奠定了基础。