拉曼光纤激光器具有波长灵活、量子效率高等优势,具备产生高功率激光输出的潜力,近年来受到国内外科研人员的广泛关注。但是,目前关于拉曼光纤激光增益特性的研究尚不全面,且主要集中在低功率水平。本课题主要从光谱、偏振、模式三个方面研究高功率拉曼光纤激光的增益特性,具体内容包括:建立了百瓦级功率拉曼光纤激光器的理论模型,计算结果表明存在高功率高效率输出的极限频移;实验上,以固定信号波长调谐泵浦波长的方式实现频移的可调谐,结果表明,在10.6 THz到15.2 THz频移范围内转换效率较高,且当频移为15.2 THz时,实现了11.8瓦1178 nm拉曼光纤激光输出,效率高达80.2%。研究了不同偏振态对拉曼增益的影响。搭建了目前公开报道最高功率的线偏振可调谐拉曼光纤激光器,输出最高功率125.3瓦。设计了一种具有偏振旋转功能的全光纤滤波器,计算了该滤波器的透射谱及相关的影响参数,实现了拉曼光的偏振控制。在此基础上,研究了不同偏振态对拉曼增益的影响。在泵浦功率105.3瓦时,有效抑制了二阶拉曼光,获得了74.5瓦线偏振拉曼激光输出,与不加滤波器时相比最大功率增大了48.7%。基于少模光栅反射谱错位匹配来获得高阶模的方法,提出了一种基于温度控制的横模模式在线切换方法。在掺镱光纤振荡器中,验证了该方法应用于高功率的潜力,实现了约17瓦的LP₁₁模和基模切换输出,并将该方法应用到拉曼光纤激光器中,获得了约20瓦的LP₁₁模和基模切换输出。