世界卫生组织报告显示,近几年来,全球癌症新增患者以及癌症的死亡人数急剧上升,癌症已经成为威胁人类健康和生命的“头号杀手”。近年兴起的应用到光动力疗法中的直接光激发法因其不需光敏剂、副作用小、治疗周期短、对其他生物组织损伤小和剂量可以准确评估等特点而受到关注。根据氧分子及其双聚物的吸收光谱和光吸收特征,1270nm波长具有最强的吸收且作用深度深,因而1270nm光纤激光器成为了最近用于光动力疗法的激光器中的一大研究热点。　　 本论文基于光纤中受激拉曼散射的基本原理,对不同结构的1270nm二级级联掺磷光纤拉曼激光器(Raman Fiber Laser,RFL)进行了实验研究。　　 (1)对光纤环形镜(Fiber Loop Mirror,FLM)作为掺磷RFL腔镜时的激光输出特性进行了实验研究。结果表明,FLM做高反镜可以有效减少Stokes光从窄带光纤布拉格光栅(FBG)端口的泄露,提高激光器的光-光转换效率和斜效率。　　 (2)结合掺磷光纤拉曼增益谱,创新性地设计了混合利用1330cm-1频移和197cm-1频移的1270nm二级级联掺磷RFL结构并进行了详细的实验研究。实验使用1064nm掺镱双包层光纤激光器,分别以前向和后向方式对基于FBG的对称腔结构和基于FLM的非对称腔结构的1270nm二级级联掺磷RFL进行泵浦。实验结果表明,非对称腔结构因为有效减少了腔内Stokes光的泄露,因而具有更低的激光阈值、更高的光一光转换效率和斜效率。同时前向泵浦方式比后向泵浦方式具有更好的激光输出参数。　　 基于FLM做高反镜时的宽带反射特性,对非对称腔结构进行了一定的改进,采用前向泵浦方式,获得了最优的实验结果。改进型结构的激光阈值为2.83W,在泵浦功率为8.6W时,获得了2.468W的激光输出,斜效率为37.4％,光-光转换效率为28.7％。