单频光纤激光器在激光雷达、相干通信、远距离传感、原子频标等领域具有广泛的应用，成为近年来研究的热点。在光纤激光器单频技术中，短腔结构最容易实现，但它也在一定程度上限制了激光器输出功率的提高。高掺杂磷酸盐玻璃光纤的引入克服了短腔激光器低功率输出的问题。由于具有比石英光纤更高的掺杂浓度，因而更容易实现高的泵浦吸收和增益，获得更高的能量输出。单频铒镱共掺磷酸盐玻璃光纤激光器在过去几年取得了迅速发展，实现了更高的输出功率，更窄的线宽。本文在这一研究背景下开展工作，具体研究内容包括以下几方面：　　 ■利用国产磷酸盐玻璃光纤作为增益介质，实现了厘米量级激光腔长的高功率单纵模激光输出，最大输出功率达到100mW，斜率效率为24％。同时实验结果也证实了激光器的单纵模(输出线宽为4.5kHz)运转特性。　　 ■观察到了该激光器外部盘绕光纤诱发的不稳定现象：即高频调制，混沌和自脉冲。文中通过将扭转外部光纤等效为椭圆延迟器，并结合微弱的外部反馈对此现象给出了合理的解释。　　 ■采用偏振选择反馈方法实现了激光器的单偏振运转。该方法利用一偏振分束器作为激光器输出端，光纤端面4％菲涅耳反射提供反馈，抑制某一偏振态起振。实验结果显示激光器输出很好的线偏光，输出偏振消光比>35dB，线宽进一步降低至2kHz。　　 ■针对低阈值受激布里渊(SBS)调Q光纤激光器具有重复频率不稳定的缺点，我们提出了一种通过注入矩形波调制光稳定重复频率的方法，实验结果显示不稳定度由20％下降至1％。文中还详细研究了调制频率和占空比对稳定效果的影响，并且利用数值方法对工作机理进行了定性分析。　　 ■提出了一种结合光时分复用(OTDM)技术和Talbot效应产生毫米波光脉冲的方案。使用级联马赫-曾德干涉仪制作OTDM，线性啁啾光纤光栅产生Talbot效应，借助高斯注入脉冲进行理论分析，采用数值模拟讨论其工作性能。结果显示了该方案在毫米波产生和ROF实际应用中的可行性。