近年来，基于全光纤结构的掺镱光纤激光器的单模输出功率迅速达到千瓦量级，由于具有电光效率高、光束质量好以及稳定可靠等优点，全光纤结构的大功率光纤激光器在工业和军事领域均呈现出良好的应用前景。本文围绕1kW全光纤结构光纤激光器的研制，建立大功率光纤激光的物理模型，重点研究泵浦光光谱宽度、信号光波长以及纤芯温升、增益光纤盘绕等因素对光纤激光输出特性的影响，基于现有的器件水平，设计出1kW光纤激光器的实验方案，并成功实现了1kW的高亮度输出，M2≈2。论文主要内容如下：一、高功率光纤激光器的理论分析和数值模拟建立了高功率掺镱双包层光纤激光器理论模型，计算了振荡器和放大器的理想光光效率，分析了振荡器和放大级间合适的功率分配；数值模拟了915nm和976nm两种泵浦波长下泵浦光谱宽和波长漂移特性对光纤激光输出性能的影响，研究了大功率光纤放大器中信号光波长对ASE抑制的影响；分析了大模场面积光纤实现单模输出的几种途径的优缺点和可行性，基于弯曲选模的理论，计算了几种不同大模场光纤实现单模输出所需的光纤弯曲半径。二、全光纤结构的千瓦光纤激光器实验研究搭建了全光纤结构激光振荡器，最高输出功率达到564W，输出稳定；在低功率条件下对光纤放大器的光光转换效率进行实验研究，采用窄线宽稳波长的LD泵源实现了高达88%的转换效率，而采用非稳波长LD泵源时放大器的效率出现明显的退化；基于MOPA结构构建了全光纤大功率光纤激光系统，最高输出功率1.09kW，放大器光-光转换效率最高为80%，并测试了光纤激光的光束质量。