980nm光纤激光器由于具有光转换效率高、结构简单、体积小巧、散热效果好、易实现高功率输出等优点,在光通信及倍频产生蓝绿光等领域具有重要应用,从而成为国内外发展的热点。虽然980nm单模光纤激光器具有非常好的光束质量,但是其纤芯细,很难提高泵浦光的耦合效率;并且在高功率情况下容易产生非线性效应,引起光纤端面的损伤。掺镱光子晶体光纤的出现从一定程度上解决了这一问题。　　 本论文的主要研究内容为:利用掺镱光子晶体光纤获得高功率高光束质量的准三能980nm激光输出,进而通过倍频实现蓝绿激光输出。掺镱光子晶体光纤有很多不同于传统光纤的独特优势,实验中我们主要利用掺镱光子晶体光纤的大的内包层尺寸、大的内包层数值孔径,大的有效模面积以及无休止单模输出的特性进行研究。论文的主要内容分为以下几部分:　　 第一部分对连续980nm掺镱光子晶体光纤激光器进行了理论研究。从Yb3+的吸收截面和发射截面图出发,理论分析了四能级起振和980nm激光的重吸收效应;通过双端输出和单端输出两种方式对激光器的输出功率,阈值功率和斜效率进行了公式推导;同时推导出最佳光子晶体光纤长度的表达式,在光子晶体光纤参数确定的前提下,可以通过选择光纤长度有效抑制实验中的四能级起振和避免过多的980nm激光重吸收。　　 第二部分从理论模拟和实验分析的角度对连续输出的980nm掺镱光子晶体光纤激光器进行了研究。根据第一部分的理论基础,通过数值模拟得到实验使用的最佳掺镱光子晶体光纤的长度,在双端输出方式下,获得功率为463.3mW的980nm连续激光输出,斜效率为17.8％;单端输出方式下,连续输出的近衍射极限980nm激光功率为543mW,斜效率为11.6％。通过优化谐振腔和光纤端面重新处理,选择40cm长的同种光子晶体光纤重新进行单端输出的实验研究,获得功率为1.1W的980nm单模连续激光输出,泵浦光阈值功率为11.5W,激光器斜效率为13.6％。此外,还选用内包层170μm、数值孔径0.63,纤芯直径40μm、数值孔径0.03,对915nm的吸收系数大约为4dB/m的非保偏掺镱光子晶体光纤进行了激光器单端输出的实验研究,截取长度为25cm和30cm两种,分别获得1.24W和1.1W的980nm激光输出。　　 第三部分介绍了980nm掺镱光子晶体光纤放大器的理论和实验研究,实验中选用连续输出的980nm掺镱光子晶体光纤激光器作为种子源。根据连续输出激光器的速率方程组求出泵浦光功率和激光功率随光子晶体光纤长度的变化关系,并进行相应的理论模拟。选用连续输出的980nm掺镱光子晶体光纤激光器作为种子源,用最大输出功率为60W的915nm激光二极管作为泵浦源,种子光的耦合效率为76.3％,泵浦光的耦合效率为64％。最后获得放大后的激光功率为1.21w,实现了种子光功率大约3倍的放大。　　 第四部分介绍了用BIBO晶体倍频连续输出的980nm激光获得490nm蓝绿光的相关研究。通过对常用倍频晶体主要参数的比较,实验中我们选用了有效非线性系数较高,接受角和允许线宽范围均满足实验条件的BIBO晶体进行倍频。通过倍频总功率为1.32W的连续输出980nm激光,获得了输出功率为51.6mW的490nm蓝绿光输出,倍频效率3.4％。