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窄线宽、高功率、可调谐的高性能可见光源在激光光谱、激光显示、海洋探测等领域具有广泛的应用。如何实现上述高性能可见光源是激光技术领域的研究热点。由于光纤MOPA系统在高功率下的热管理便利性以及光纤结构对激光模式的限制作用,使之能够稳定地获得窄线宽、高功率、高性能的激光输出。因此,本文开展了窄线宽、高功率光纤MOPA系统的研究,以及基于光纤MOPA泵浦的外腔频率变换实现可调谐可见光源的研究。具体内容如下:1.搭建了窄线宽高功率光纤MOPA系统。从光纤放大器的基本原理着手,理论分析了连续及脉冲信号光纤放大速率方程,数值模拟了连续信号在光纤放大器中的功率传输过程。实现了窄线宽高功率连续光纤放大器,在保持固体激光器种子光优良光束质量及窄线宽的情况下,平均功率放大到约30 W。研究了窄线宽脉冲光纤放大器中常见的SBS、SRS等非线性效应,给出了提高相应非线性效应阈值的方法。实现了窄线宽(~0.1 nm)脉冲光纤放大器,单脉冲能量1 mJ,重复频率10 kHz,峰值功率20 kW。2.设计了基于光纤MOPA泵浦的多种可见光源结构。结合外腔模式匹配和OPO/SHG相位匹配条件,理论计算了PPLN作为QPM晶体实现1380-1600 nm波段输出的极化周期范围及温度调谐范围,计算了KTP晶体作为倍频晶体实现各个可见光波段的相位匹配角。根据高斯光束传输理论以及ABCD矩阵,利用MATLAB模拟了高斯光束在不同外腔结构(V型及蝶型)中的光束分布情况。在上述理论计算之后,设计了多种基于光纤放大器泵浦的外腔OPO/SHG腔型结构。3.利用自主搭建的1 mJ窄线宽(0.1 nm)脉冲光纤MOPA,开展了外腔泵浦OPO/SHG实现可见光源的实验研究。基于脉冲光纤放大器泵浦的两镜直型OPO谐振腔,通过周期调谐及温度调谐两种方式,实现了1380-1600 nm宽范围可调谐波长输出。搭建的V型OPO/SHG谐振腔,在10.05 W泵浦功率下,实现了瓦量级的红光输出,最高输出功率可到1.25 W(此时中心波长为710.2 nm),泵浦光到红光的转换效率12.5%,输出光线宽0.3 nm。