双包层光纤激光器由于其具有光束质量好、效率高、结构紧凑和易于实现高功率等特点，近年来发展迅速，已广泛应用于激光加工、光通信、激光医疗、及军事等领域。激光二极管（LD）泵浦掺Yb³⁺的双包层光纤激光器及相关的理论和技术是目前光纤激光器的一个重要的研究方向。本文从理论和实验两方面对掺Yb³⁺双包层光纤激光器进行了系统的研究。主要内容如下： 1．简要介绍了双包层光纤，并对国内外掺Yb³⁺双包层光纤激光器领域内的研究进展、主要应用和发展方向进行了综述，指出了该课题研究的重要意义。 2．深入探讨了掺Yb³⁺双包层光纤激光器的工作机理，描述了能级结构、光谱特性和Yb³⁺离子受激辐射的特点，显示出它作为光纤掺杂离子的优越性；对光纤激光器的谐振腔技术和端泵、侧泵及Taper型等泵浦耦合技术进行了系统的归纳和阐述。 3．建立了双包层光纤激光器的功率传输方程，并对光纤激光器输出波长特性、阈值功率和斜效率进行了探讨；利用传输方程对双包层光纤激光器的输出功率特性进行了分析，得到了光纤激光器输出功率、阈值功率和斜率效率的解析表达式；利用MATLAB进行了数值模拟，讨论了激光和泵浦光的功率分布、阈值、增益介质的长度、斜效率、输出透过率以及泵浦方式对激光输出的影响。为实验的优化设计提供了理论上的依据。 4．进行了F-P腔掺Yb³⁺双包层光纤激光器实验研究。在入纤泵浦功率为4.94W时，激光器的最大输出功率为3.13w，光-光转换效率为63.36％，斜率效率为68.32％。对实验结果和实验中存在的问题进行了合理的分析，提出今后工作的构想和建议。