论文通过对光纤放大器的研究历程和发展趋势的分析，总结了光纤光参量放大器的基本特点，指出目前光纤光参量放大器研究中所面临的问题和挑战。随着高功率泵浦源和新型光纤发展的基础，给我们提供了一个新的平台，去研究那些与线性、非线性及超快光纤光学相关的一些新的问题，为此对光纤中超短脉冲的四波混频效应进行了研究，并提出了宽带可调光纤光参量放大器以及宽的可调光纤光参量振荡器的设计思路。在论文的后面部分对光束合成的相关问题进行了一些理论研究。本文的主要研究工作包括以下几个方面：1．采用分步傅立叶计算方法建立了一个完善的数学模型，分析研究了光纤中超短脉冲的四波混频效应。由于存在色散效应(包括GVM、GVD和高阶色散等效应)与非线性效应(包括SPM、XPM和FWM等)的联合作用，使得超短脉冲的传输过程变得非常复杂。本项研究根据各种效应作用大小的不同，对这样一个传输过程分两步进行了讨论，从而说明时域走离、GVD和TOD效应对FWM的影响，为后面研究和设计光纤光参量放大器和光参量振荡器提供基础。2．分析了FWM过程中的相位匹配问题和FOPAs的增益性能表现。利用新型光纤如PCF具有的高非线性和对色散参量的灵活控制能力，研究了高阶色散在脉冲传输中对相位匹配的影响，发现了在正常色散区和反常色散区里脉冲传输的不同表现，从而提出了一个新的宽带可调且增益平坦的FOPAs设计思路。另外还分析了高阶色散和走离效应对FOPAs的增益谱的影响。3．研究了光纤中的调制不稳定增益现象。利用PCF中的高阶色散参量，分析了光纤中FWM的相位匹配条件，研究发现调制不稳定不仅产生于光纤的反常色散区，也可以产生于正常色散区。当泵浦波长处于正常色散区时，在不同阶的色散项之间总可以找到一个平衡点满足相位匹配条件。相比于反常色散区，在正常色散区里，能够得到宽得多的可调波长范围。根据这个现象，用PCF作为增益介质，研究了一种有着很宽的可调波长范围的光纤光参量振荡器，并给出了数值模拟结果。4．对光束合成的相关问题进行了讨论。这是关于高功率光纤激光器方面的课题研究，与前面部分相互独立。通过对高功率光纤激光器的研究历程和发展趋势的分析，探讨了光束相干叠加和非相干叠加的两个技术路径，建立了一套理论分析模型，详细研究了光纤阵各参数对远区场分布的影响，其中着重分析了相位误差和间距误差对光束质量所带来的影响。结果表明为了获得更高功率和更好光束质量的光纤阵列输出，应尽可能地增加阵元数目，并减少阵元之间的间距，同时要对相位误差和间距误差进行有效的控制。相关研究成果已撰写论文9篇，分别在Optics Communications, J. Opt. A.Pure Appl. Opt., Optics & Laser Technology等刊物上发表。