高功率窄线宽线偏振光纤激光在相干合成、光谱合成、非线性频率转换和遥感探测等领域有着重要应用。窄线宽光纤放大器的输出功率主要受限于受激布里渊散射(Stimulated Brillouin Scattering,简称SBS)等非线性效应。光谱合成、遥感探测、可调谐频率变换等应用还要求窄线宽光纤放大器具有宽的光谱可调谐范围。然而,由于镱离子吸收发射谱线的影响,高功率可调谐放大受到自发放大辐射(Amplified Spontaneous Emission,简称ASE)效应限制。此外,相比于非保偏光纤,基于保偏光纤的放大器非线性效应阈值更低。由于上述原因,非线偏振的可调谐窄线宽放大器的输出功率仅有千瓦量级,线偏振的可调谐窄线宽光纤放大器输出功率更低。本文以实现高功率、高消光比、窄线宽、大调谐范围的光纤激光放大器为目标,对放大器中SBS和ASE进行深入的理论研究,提出相应的抑制方法与优化方案,并搭建千瓦级实验系统进行实验验证,具体研究内容如下:一、结合课题的研究背景,分析了当前高功率线偏振可调谐窄线宽光纤激光器中待解决的关键技术,介绍了国内外相关领域的研究进展,指出了SBS与ASE是限制其发展的主要因素。二、理论研究相位调制方法对SBS的抑制。基于光纤放大器中SBS三波耦合方程和速率方程,完善了含相位调制的SBS理论模型,仿真了正弦信号、白噪声信号和伪随机编码信号对SBS的作用效果,研究了调制频率、调制深度等参数对SBS阈值和线宽的影响,提出了降低种子线宽、提升输出功率的优化方案。研究表明,布里渊增益带宽为~30 MHz时,正弦调制的最佳调制频率为~100 MHz,白噪声调制需工作在线性区或饱和区,伪随机编码调制对SBS的抑制效果与码长紧密相关,在调制频率较高的光纤放大器中,应优先采用码数较长的信号。三、理论研究可调谐窄线宽放大器中波长调谐范围的限制因素。基于稳态速率方程与小信号增益模型,理论仿真了可调谐窄线宽放大器中ASE的产生过程,对比分析了不同系统参数下可调谐光纤激光放大器输出特性,对ASE抑制方法进行了研究,提出了拓展放大器波长调谐范围的设计准则。研究结果表明,增大种子功率、减小光纤长度、增大纤芯/包层比均可增加系统调谐范围;增大种子功率、增加光纤长度、缩小纤芯/包层比可使调谐范围红移;增大光纤长度、缩小纤芯/包层比可增大长波段输出激光的信噪比,反之亦然。四、实验实现了高功率线偏振可调谐光纤激光放大输出。在SBS与ASE抑制理论研究的基础上,优化系统,搭建了线偏振可调谐窄线宽光纤放大实验平台。通过优化光纤长度,利用大模场高掺杂光纤抑制SBS,获得了输出功率约250 W,调谐范围为1065-1090 nm、线宽30 MHz、消光比大于20 dB的高功率单频放大输出。利用相位调制抑制SBS,基于纤芯/包层直径为20/400μm的光纤,实现输出功率>1 kW、调谐范围为1065-1090 nm、线宽0.12 nm、消光比大于13 dB的高功率、高消光比的可调谐放大输出。本文通过理论分析与实验验证,提出高功率线偏振可调谐窄线宽放大中SBS与ASE的抑制方法,得到千瓦级线偏振可调谐窄线宽放大输出。并结合理论分析,提出进一步拓展调谐范围的有效方法,对进一步提升线偏振可调谐窄线宽光纤放大器的输出与调谐范围具有指导意义。