光纤放大器/激光器具有体积小、结构简单、散热性好,转换效率高等优点,近年来发展迅速,其中基于光子晶体光纤的光纤放大器更是由于其独特的优点而得到了广泛的研究。光子晶体光纤具有较大的内包层数值孔径、较大的模场面积和无尽单模等特点,因此光子晶体光纤放大器在高功率激光获得领域具有重要的研究价值和极大的应用潜力。本文从理论和实验两方面对高功率掺Yb³⁺光子晶体光纤放大器进行了较为深入的研究,主要内容如下:1.从稳态速率方程出发,推导得出了双包层光纤放大器的输出特性与放大器各参数关系的解析表达式,对掺Yb³⁺双包层光纤放大器的输出特性进行了数值模拟,分析了光纤长度,光纤端面反射率,掺杂浓度以及泵浦方式等因素对放大器输出性能的影响。2.从稳态温度分布方程出发,模拟了双包层光纤放大器增益光纤内温度分布情况,并对影响光纤内热效应的因素进行了分析。光纤内热效应直接影响了光纤内非线性效应,因此本文还模拟了双包层光纤放大器增益光纤内某些非线性效应随温度分布的变化。3.利用高功率半导体激光器作为泵浦光源,大模场面积光子晶体掺Yb³⁺双包层光纤作为增益光纤,搭建了双包层光子晶体光纤放大器实验系统。自制的光纤振荡器作为种子源,信号光波长1064 nm,采用了双包层掺Yb³⁺光子晶体光纤作为增益介质。实验中分别采用反向和双向泵浦方式,研究了不同功率的信号光条件下,信号增益随泵浦功率的变化情况。双向泵浦方式下,在信号光功率为8W,泵浦功率为150.2W时,获得了72W的功率输出。反向泵浦方式下,在信号光功率为6W,泵浦功率为160W时,获得了104W的高功率输出。