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光纤激光器因成本低、结构紧凑、质量高、易实现单模、散热性好等优势而应用广泛。掺镱高功率光纤激光器因掺镱光纤能级结构简单、量子亏损小、吸收与辐射截面大等优点应用于激光标刻、激光焊接、激光切割、微机械加工、激光医疗、激光核聚变、高速切削、3D打印等领域。本文围绕高功率连续光纤激光器全局优化进行了研究,获得创新性成果：1.提出了数列切换算法、优秀初始估计函数简单打靶法以及新颖简单控制策略打靶法,实现端面泵浦掺镱高功率光纤激光器的特性分析,有效解决了常规算法初始估计值设置不合理所导致的收敛性问题。基于bvp6c的数列切换法(NSTM-bvp6c)被发现优于NSTM-bvp4c和NSTM-bvp5c。在优秀的初始估计值函数中,对所有的光纤长度、掺镱离子浓度、输出信号反射率及泵浦功率,斜率效率关键估计值小于0.3。新颖简单控制策略打靶法提供了一种具有清晰物理理解的方法,通过随机函数取得泵浦阈值功率与精确解。2.提出了优秀初始估计函数打靶法、自适应打靶法、优秀估计函数MATLAB BVPs法,实现多点侧面泵浦掺镱高功率光纤激光器的特性分析,有效解决了常规算法的初始估计值设置不合理问题,且算法简单、计算速度快、准确率高。对于三点或四点侧面泵浦掺镱光纤激光器,信号功率与泵浦功率的优秀初始估计值函数中,转换效率关键估计值小于0.21。自适应打靶法联合了简单识别过程与打靶法过程。包括常数、线性函数与指数函数的三种估计值函数,通过MATLAB BVP解法器经过一次迭代就能获得掺镱光纤激光器的精确解。3.首次将非支配排序遗传算法Ⅱ(NSGA-Ⅱ)与改进型增强的Pareto进化算法(SPEA2)成功用于高功率掺Yb3+光纤激光器全局优化。4.采用NSTM-BVPs算法研究了温度依赖掺Yb3+高功率光纤激光器的受激布里渊散射阈值。5.提出了多波段光纤、大模场面积光纤、多波段光纤激光器与放大器、光纤受激布里渊散射阈值提高装置、单频主振荡高功率光纤放大器等关键技术的15项发明与6项实用新型专利。