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1.5 μm单频激光具有极窄的光谱线宽、较长的相干长度、极低的噪声、良好的光束质量等特点,同时1.5 μm单频激光处于大气透过窗口且在石英光纤中具有极低的损耗,因此在相干多普勒雷达、相干光谱检测、光通信系统、以及光纤传感系统等领域具有重要应用。目前,获取1.5 μm单频激光的途径主要包括全固态晶体单频激光器、半导体单频激光器以及单频光纤激光器。其中,单频光纤激光器由于其结构紧凑、稳定性高等特点而得到了广泛的应用。然而,直接从光纤谐振腔中难以得到高功率高质量的单频激光,通常需要采用光纤放大器对种子光进行放大。1.5 μm单频光纤放大器主要包括掺铒光纤放大器(Er-doped Fiber Amplifier,EDFA)和铒镱共掺光纤放大器(Er/Yb Co-doped Fiber Amplifier,EYDFA)两种。两种类型的光纤放大器均可以实现1.5 μm单频激光的放大,但在常规半导体激光器(LD)泵浦下,EYDFA相较于EDFA具有更高的增益和放大效率。然而,由于Er/Yb共掺系统独特的能量传递方式,通常会在1.0μm附近产生放大的受激自发辐射(Amplified Spontaneous Emission,ASE)噪声,并进一步影响信号光的输出功率和放大器的稳定性。因此,抑制ASE噪声的产生或者提高ASE噪声的阈值对于获取高功率的Er/Yb共掺光纤放大器具有重要的研究意义。本论文主要研究了基于1018 nm激光泵浦的单频Er/Yb共掺光纤放大器的信号光输出特性和ASE噪声特性。实验结果证明,采用1018 nm激光泵浦可以有效提高1.0 μm ASE噪声的阈值和1.5 μm信号光的输出功率。本论文主要内容包括以下方面:1、介绍了 1.5 μm单频激光的发展背景和研究意义以及1.5 μm单频光纤激光器及放大器的国内外研究现状。介绍了 Er/Yb共掺光纤放大器的理论模型和ASE噪声抑制方法,并对1550 nm Er/Yb共掺光纤放大器进行了模拟仿真分析,讨论了增益光纤的参数和ASE噪声对放大器输出性能的影响。2、介绍了 1018 nm光纤激光器的国内外研究现状,以及1018 nm激光在级联泵浦技术中的应用。对1018 nm光纤激光器进行了实验研究,采用976 nm LD作为泵浦光源,掺Yb光纤作为增益介质。当泵浦功率为166 W时,实现了 100 W的放大信号光输出,对应斜效率为59%,信噪比为45 dB。3、实验研究了单频1550 nm Er/Yb共掺光纤放大器在不同泵浦波长下的激光输出特性,包括976 nm LD泵浦及1018 nm激光泵浦。相较于976 nm LD泵浦,采用1018 nm激光泵浦可以同时实现ASE噪声阈值和信号光输出功率的提升。其中,1.0 μm ASE阈值由4 W提升到17 W左右,且当1018 nm泵浦功率为71 W时,得到18 W的信号光输出。4、实验研究了 1018 nm激光泵浦大模场面积(Large Mode Area,LMA)Er/Yb共掺光纤放大器的激光输出特性。采用LMA增益光纤可以显著提高1.0 μm ASE噪声的阈值,当泵浦功率为76 W时,得到21 W的信号光输出,对应斜效率为27%,且在放大过程中没有ASE噪声的产生。5、实验研究并验证了 1018 nm激光泵浦1550 nm Er/Yb共掺光纤激光器的可行性。当泵浦功率为61 W时,得到11 W的信号光输出,对应激光斜效率为16.7%。