光纤激光器以其结构紧凑、光束质量好、热管理方便等优势，受到国内外工业和国防部门的关注。受限于热效应、非线性效应、泵浦源亮度等，单路光纤激光的输出功率有限。光束相干合成能有效提高远场中心区域的能量集中度，是实现光纤激光大功率输出的必由之路。然而，目前相干合成方案大都基于阵列排布结构，存在占空比问题，导致远场部分能量向旁斑分散。相干偏振合成技术理论上能够弥补相干合成的不足，在提升功率的同时保证良好的光束质量。本文分析相干偏振合成方案向多链路、大功率发展的可行性，并基于此方案进行一些可行性验证实验和拓展性研究，主要内容包括：一、以合成效率为依据，开展了相干偏振合成系统的理论研究。首先分析了能够用于相干偏振合成系统的不同拓扑结构，建立了重叠度误差、倾斜误差、振幅误差、锁相残差等因素对单元合成效率的影响。随后，从不同的拓扑结构中总结出三种基本结构，以单个合成单元为基础，对三种基本结构进行了理论分析，论证了相干偏振合成系统向多链路发展的可行性，并确定了系统的最佳合成方案。最后，基于最佳合成方案，给出了合成效率关于上述各种因素的近似关系式，并以高斯光束为例对误差近似的有效性进行了讨论。二、搭建了相干偏振合成实验平台，验证了相干偏振合成系统的可行性。首先从理论上分析了单抖动法用于相干偏振合成系统的可行性，进而针对理论分析的最优合成结构，搭建了相干偏振合成系统的实验验证平台。分别进行了四路瓦级、十瓦级的可行性实验验证。首次将相干偏振合成系统结构拓展到八路，其合成效率为92%。实验结果表明相干偏振合成系统在单路功率提升和路数扩展时能够保持较高的合成效率（>90%）和良好的光束质量。目前，整个实验平台的最大输出功率为60W，为该方案已报道的最高输出功率。输出功率受限于保偏光纤放大器的数目和泵浦功率，系统的输出功率具有很大的提升空间。三、基于建立的相干偏振合成实验平台，研究了系统的拓展性。针对单路准单频激光功率提升的瓶颈，进行了多波长激光的相干偏振合成实验验证。将相干偏振合成系统拓展到脉冲激光合成领域，并进行了四路百纳秒级脉冲激光的相干偏振合成实验，验证了方案的可行性。验证了被动锁相技术方案进行相干偏振合成的可行性，并基于单模光纤滤波环形腔被动锁相方案开展了相关的实验验证。在高功率密度下对相干偏振合成系统的关键器件进行了实验测试，测试结果表明：通过合理的选择器件材料，相干偏振合成系统的关键器件在高功率密度下（>1700W/cm2）温度变化很小，引起光束质量的退化不严重。