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由于激光的线宽参数直接决定了其所对应的相干长度和相位噪声,因此具有超窄线宽的激光器已成为光纤通信、分布式光纤传感、激光雷达、引力波探测等众多军/民用领域不可或缺的理想光源。并且随着微波光子学等新兴领域的迅速发展,其对所需光源线宽参数的要求更加苛刻。因此,如何在常态条件下获得呈单纵模运转的超窄线宽激光光源是当前激光领域的研究重点之一。其中,以光纤激光器和半导体激光器尤为典型。迄今,不论是光纤激光器还是半导体激光器,基于腔外伺服电学反馈的激光稳频技术和外腔光反馈技术是当前实现窄线宽激光输出的常用手段。腔外伺服电学反馈技术不仅需要具有高精度和高灵敏度的外部检测控制器件,更需要对参考腔的运行环境进行精确的控制。外腔光反馈法作为一种基于固定外腔的光功率反馈,其在获得激光的单纵模运转后难以对其线宽进行进一步的深度压缩。因此,如何在常态条件下实现激光单纵模运转的基础上对其线宽进行进一步的深度压缩仍是当前科学和工业应用层面所面临的挑战。鉴于此,本文基于实验室已有的线宽深压缩思想及研究基础,进一步研究了激光线宽的深压缩原理,并以光纤激光器和半导体激光器为典型开展了相关的实验研究,提出了多种超窄线宽激光器构型,实现了百赫兹量级及以下的超窄线宽激光输出。本文的主要研究内容如下:（1）基于当前窄线宽激光技术的不足,在实验室已有工作的基础上进一步开展了激光线宽深压缩原理的研究。首先,提出了一种基于瑞利散射反馈的外腔激光模型,从反射干涉谱的强度I（λ）、相位θ（λ）等特征参数入手推导了它们与波长λ的变化关系,揭示了瑞利散射反馈结构中来自有效散射反馈面的反馈信号对主腔的匹配特性,并分析了此条件下激光线宽的深压缩原理。基于此,从光散射的量子特征出发研究了瑞利散射在一维波导中的频域变化特征。通过考虑系统耗散,建立了瑞利散射源在连续散射过程中的频域演变模型,进一步揭示了瑞利散射机制在激光振荡过程中能够为激光增益提供一个频域持续窄化的弱反馈光场作为激励信号。最后通过分析反馈光场对热力学势的影响,推导了对应于激光振荡过程的线宽公式,并通过理论模拟,揭示了瑞利散射在激光线宽深压缩中的作用,这为常态条件下实现激光线宽的深压缩提供了理论基础。（2）基于线宽深压缩原理,开展了光纤激光线宽深压缩的实验研究。首先,提出并搭建了一种基于瑞利散射的超窄线宽光纤环形激光器,研究了瑞利散射在1μm波段激光系统中的线宽压缩规律,最终在获得大于50 d B边模抑制比（SMSR）的基础上实现了小于1.35 k Hz的窄线宽激光输出,其对应的运转波长为1064.4 nm。其次,提出并搭建了一种基于瑞利散射的超窄线宽线性腔光纤激光器。通过探究来自不同长度散射光纤积累下的瑞利后向散射（RBS）信号对激光线宽的压缩规律,揭示并证明了在确定的瑞利散射系数（RSC）下通过增加散射光纤长度是有效积累RBS信号的主要途径。在5 km散射光纤协助下实现了SMSR大于60 d B、输出线宽约为210 Hz的超窄线宽输出。本研究工作不仅证明了瑞利散射在实现激光线宽深压缩过程中具有十分重要的作用,同时还证明了瑞利散射在激光线宽深压缩过程中的波长无关性,这为实现其他增益波段和多波长激光线宽的同时压缩提供了有力的方法。（3）基于线宽深压缩原理,开展了半导体激光线宽深压缩的实验研究。首先提出并搭建了一种基于直通耦合结构的超窄线宽半导体激光器。以普通单模光纤（SMF-28e）为散射光纤研究了其在半导体激光线宽深压缩中的贡献,在700 m SMF-28e的协助下实现了SMSR大于55 d B、输出线宽约为235 Hz的超窄线宽激光输出。其次,提出并搭建了一种基于分束耦合结构的超窄线宽半导体激光器。通过采用一个30/70的耦合器将主腔输出信号分成两束来分别控制注入到散射光纤中的光信号和激光输出信号。最终在5 km SMF-28e的协助下实现了SMSR大于60 d B、输出线宽约为175 Hz的单纵模超窄线宽激光输出。基于此,为了研究RSC对激光线宽的影响,我们通过利用OFDR技术研究了掺铒光纤（EDF）-980-HP中的瑞利散射增强特性,并通过同等条件下与SMF-28e的对比性实验揭示了通过增强RSC是有效缩短散射光纤长度的重要途径。本研究工作不仅为获得呈单纵模运转的超窄线宽半导体激光器提供了有效的方法,更对超窄线宽半导体激光器的小型化和便携式发展具有重要的科学参考意义。本文基于实验室已有的线宽深压缩思想及研究基础,开展了对基于瑞利散射激光线宽深压缩规律的进一步探究。从激光线宽深压缩原理到激光实验系统,深入地研究了瑞利散射在实现激光单纵模运转的基础上对其线宽进行进一步深度压缩的规律。开展了以光纤激光器和半导体激光器为典型的实验研究,提出了多种类型的超窄线宽激光器构型。通过研究瑞利散射在不同激光增益波段的线宽深压缩规律,证明了瑞利散射在激光线宽深压缩中的波长无关性,这对实现其他增益波段和多波长激光线宽的同时压缩具有极为重要的参考意义。另外,所提出的半导体激光构型不仅为获得超窄线宽半导体激光光源提供了有效的方法,同时通过不同RSC光纤之间的对比性实验所揭示的物理规律对实现超窄线宽激光器的小型化和便携式发展具有重要的科学参考价值。