多组分玻璃，尤其是磷酸盐玻璃和硅酸盐玻璃具有玻璃稳定性高、软化点低、稀土离子溶解度高、制备容易、折射率调节容易和非线性阈值高等特点，使其在制备用于实现高功率输出的增益光纤方面有很大的应用潜力。同时，可以获得更大的单模纤芯(＞100μm)的全固态微结构光纤，不但可以有效的提高光纤激光器的损伤阈值和非线性效应阈值，而且容易与石英光纤熔接，实现全光纤激光器。因此，基于磷酸盐玻璃和硅酸盐玻璃的全固态微结构光纤成为近年来光纤激光器领域的研究热点。本文基于高阶模离域模型和泄露损耗模型，围绕磷酸盐玻璃和硅酸盐玻璃全固态微结构光纤，包括全固态的光子晶体光纤、大跨距光纤、多芯光纤和多沟道光纤，开展了其结构设计、光纤制备以及在光纤激光器方面的应用等方面的研究。　　本研究主要内容包括：⑴开展了稀土掺杂微结构光纤的理论设计和制备方法的研究。在总结介绍了理论设计中常用的计算方法，包括有限元法、有限时域差分法等的基础上，建立了实现大模场单模输出多组分玻璃微结构光纤的理论设计模型。介绍了微结构光纤的制备方法并据此首次提出使用堆积法结合套管法的方法制备硅酸盐微结构光纤预制棒，解决了在预制棒烧结过程中，由于玻璃棒熔化粘于不锈钢模具上而无法脱模的技术难题。⑵进行了六角形内包层的稀土掺杂双包层多组分玻璃光纤及其激光性能的研究。首先，简述了多组分微结构光纤的制备方法。而后，测量了用于制备光纤的稀土掺杂玻璃的性能参数，包括荧光谱，发射谱和寿命等。最后，采用堆积法制备了多种多组分光纤。其中，制备了Nd3+掺杂的硅酸盐光纤，并采用94 cm长的光纤，实现了7.7 W，斜率效率40％的单模激光输出，其8cm长的短光纤，也实现了功率为1.25 W，斜率效率为32％的单模输出;制备并利用磷酸盐Nd3+掺杂双包层光纤实现了2.78W的单模输出;在纤芯直径为35μm的Yb3+掺杂的光纤中实现了11.1 W，斜率效率51.2％的单模激光输出，其9 cm长的短光纤也实现了2.1W的激光输出。⑶确定了以磷酸盐玻璃为基质的全固态大模场单模微结构光纤的设计、制备及激光性能的研究过程。它包括四个环节：制备稀土离子掺杂玻璃以及白玻璃。这些玻璃需要物化性能匹配，包括折射率、线膨胀系数和软化点等；根据获得的磷酸盐玻璃的折射率，利用高阶模离域模型，设计单模输出的光纤结构，获得相应的光纤参数；根据理论模拟所得参数，采用堆积法制备光纤预制棒，并拉制出与理论设计参数相符的光纤；表征该光纤性能，并且根据测试结果修正理论设计模型。出同相位超模，实现了光纤的高斯型激光输出。⑷开展了硅酸盐玻璃的全固态大模场单模微结构光纤的制备及激光性能研究。该种光纤的设计、制备以及表征过程与磷酸盐微结构光纤基本相同，不同点有二:1.预制棒的制备过程不同。由于硅酸盐玻璃的软化点远高于磷酸盐玻璃，为了避免硅酸盐的高软化点所导致的金属模具的损坏以及实验的失败，我们改良了该种光纤预制棒的制备过程，将套管法和堆积法相结合，利用玻璃管取代金属模具作为光纤预制棒的最外层，避免了金属模具的使用，从而可以成功制备理想的光纤预制棒以及相应的光纤;2.用于设计硅酸盐光纤的理论模型，除了高阶模离域模型外，增加了泄露损耗模型。首先，成功制备了Nd3+掺杂光子晶体光纤。利用50cm长的纤芯直径50μm的光纤实现了13.1W，斜率效率64.5％的激光输出，光束质量M2=2.64。其次，通过改变光纤结构的对称性，增加了其限制损耗，并同时利用高阶模离域模型和泄露损耗模型设计并制备了低对称性的芯径达75μm的单模大跨距光纤，实现了输出功率9.3W，斜率效率41％的激光输出;最后，同时利用高阶模离域模型和泄露损耗模型设计并利用套管法制备了多沟道光纤。该光纤的单模纤芯直径为40μm。而后利用10cm光纤，实现了输出功率8.4W，斜率效率54％的激光输出。