0.9～1.0 μm 近红外连续光纤激光器的研究进展

党文佳 ，李 哲，卢 娜，李玉婷，张 蕾，田 晓

（1.西安航空学院理学院，陕西 西安 710077；2.中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室，陕西 西安 710119；3.中国科学院大学，北京 100049）

1 引言

光纤激光器因在输出功率、光束质量、电光效率以及稳定性等方面具有独特优势，逐渐成为工业制造、生物医疗以及军事国防等应用领域的主流激光光源[1-2]。光纤激光器一般采用稀土离子掺杂光纤作为增益介质，其工作波长由稀土离子能级结构决定，且只能局限在特定波段。通常，光纤激光器容易获得波长>1μm 的高功率激光输出，例如掺镱光纤激光器在1 070 nm 波长已实现20 kW 的单纤输出功率[3]，掺铒光纤激光器在1 601 nm 波长处已实现656 W 的激光输出[4]，掺铥光纤激光器在2 050 nm 波长处已获得1 kW 的激光输出[5]。虽然上述每一类光纤激光器的输出功率已达数百瓦甚至万瓦量级，而在0.9～1.0μm波长范围内实现高功率短波红外激光输出却存在较大难度，输出功率仍在百瓦水平。

光纤激光器的增益机制主要分为两种类型：一是由稀土离子中电子能级跃迁所释放的能量来提供增益，如掺镱光纤激光器、掺钕光纤激光器；另一类是由受激拉曼散射效应（Stimulated Raman Scattering,SRS）、受激布里渊散射效应等来提供非线性效应增益，如拉曼光纤激光器、随机光纤激光器。以上两类增益机制的光纤激光器都具有获得<1μm 波长激光的能力。另外，光纤激光器将光束约束在近似一维结构的光纤波导中，可以实现更高亮度与光束质量的激光输出，并且在高亮度泵浦源、非线性频率转换等应用领域的表现已优于半导体激光器（Laser Diode,LD）。

目前，波长为0.9～1.0μm 的高亮度光纤激光技术已逐渐成为光纤激光器领域的一个重要研究方向，并在高功率蓝光和紫外激光产生、高功率单模泵浦源、生物医学以及激光雷达等领域具有重要的应用需求。因此，本文对基于这两类增益机制的波长为0.9～1.0μm 的近红外连续光纤激光器的研究进展进行了详细梳理，对各类型光纤激光器的特点进行了总结，并对目前存在的技术瓶颈及解决途径进行了深入分析，最后对短波红外光纤激光器的发展趋势和应用前景进行了展望。

2 基于稀土离子增益的0.9～1.0μm近红外光纤激光器

2.1 掺钕（Nd）光纤激光器

钕离子是最早用于激光器的三价稀土离子，其在磷酸盐玻璃中的最强发射峰位于900 nm、1 053 nm 和1 330 nm，在硅玻璃中的最强发射峰位于950 nm、1 065 nm 和1 320 nm，因此具有900～950 nm 的近红外发射波长[6-8]。早在1986 年，英国Southampton 大学的I.P.Alcock 等人就报道了采用掺钕光纤实现3.4 mW 的0.9μm 连续激光输出的实验结果[9]。但由于单模增益光纤的模场面积小，较高的功率密度容易造成纤芯损伤，故单模光纤激光器输出功率一般为mW 量级。

随着增益光纤制造工艺水平的提升，大芯径双包层掺钕光纤激光器的输出功率逐渐提升至数十瓦量级，但大纤芯直径光纤中易形成多模运转，从而造成输出激光的光束质量下降。2004 年，南安普顿大学的D.B.S.Sohl 等人研制出908～938 nm内的波长可调的掺钕双包层光纤激光器，最大输出功率为2.4 W@926 nm[10]。2013 年，M.Laroche等人报道了纤芯/内包层直径分别为（20/80）μm的掺钕光纤，实现了1 060 nm 和910 nm 的双波长激光输出，其中910 nm 激光的输出功率为20 W[11]。2015 年，B.Leconte 等人采用纤芯/包层直径为（20/60）μm、纤芯/包层数值孔径为0.07/0.45 的掺钕光纤，实现了22 W 的915 nm 连续激光输出[12]。

研究人员发现通过对增益光纤的波导结构进行优化设计能够获得更大的模场面积和单模传输特性，从而可以实现更高功率、高光束质量的0.9～1.0μm 近红外光纤激光输出。2016 年，P.H.Pax等人基于优化的光子晶体光纤（Photonic Crystal Fiber,PCF），并利用808 nm 和880 nm 的LD 进行混合泵浦，获得了26.7 W 的925 nm 连续激光输出，其中斜率效率为35%，如图1 所示[13]。2020年，Alexandre Barnini 等人基于自主研制的低数值孔径大模场掺钕光纤，获得了功率为17 W、光束质量为M2=1.1 的921 nm 光纤激光[14]。另外，2011 年，X.Délen 等人采用Nd∶YAG 单晶光纤作为增益介质，在86 W 泵浦功率时获得34 W的946 nm 的激光输出[15]。该实验中单晶光纤的直径为1 mm，较大的直径使其模式控制能力弱于普通双包层光纤和光子晶体光纤，导致其光束质量劣化，M2<5。但是单晶光纤的散热能力和输出光束质量又优于一般晶体材料，故其仍可作为一种实现高功率0.9～1.0μm 近红外光纤激光输出的优良增益介质。

图1 （a）掺钕光纤激光器系统原理图；（b）双波长泵浦掺钕光纤激光器的输出功率[13]Fig.1 (a)Schematic diagram Nd-doped fiber laser;(b)output power of dual wavelength pumped Nd fiber laser[13]

总的来说，Nd3+掺杂光纤要获得900～950 nm的高功率激光，主要挑战来自于4F3/2→4F9/2跃迁的3 能级性质及其与4F3/2→4F11/2（1 050～1 150 nm）和4F3/2→4F13/2（1 330 nm）2 个4 能级跃迁的竞争；另一个是Nd3+在硅中的溶解度较低，低浓度Nd3+不利于获得理想的光谱参数。

2.2 掺镱（Yb）光纤激光器

相比于掺钕光纤激光器，掺镱光纤激光器具有Yb3+离子能级结构简单、上能级寿命长、量子亏损小、无激发态吸收及无上转换损耗等优点，并且其发射光谱范围为950～1 200 nm，因而成为实现高功率短波红外激光输出的最重要激光器类型。波长小于1μm 的掺镱光纤激光器的工作波长一般在976 nm 附近。此类激光器要工作于3 能级状态，粒子数反转比率要大于50%，从而导致泵浦阈值高、放大自发辐射（Amplified Spontaneous Emission,ASE）强、放大效率低等问题，使其功率提升面临巨大挑战[16-18]。

关于0.9～1μm 近红外掺镱光纤激光器的研究最早开始于20 世纪90 年代。1990 年，英国南安普顿大学D.C.Hanna 等人采用单模单包层光纤作为增益介质、染料激光器作为泵浦源，实现了9.3 mW 的974 nm 激光输出[19]。2000 年，L.A.Zenteno 等用946 nm 的Nd∶YAG 激光器正向泵浦单包层单模光纤，获得0.655 W 的979.8 nm 激光输出[20]。2009 年，北京工业大学的S.Zou 等人采用单模单包层光纤获得1.32 W 的980 nm 激光输出[21]。2011 年，M.Laroche 等人利用主振荡功率放大（Master Oscillator Power Amplified,MOPA）方案实现了2.1 W 的980 nm 全光纤激光器[22]。基于单包层增益光纤的激光器需要泵浦光直接耦合进纤芯，对泵浦源的亮度、泵浦光耦合效率等要求较高，其输出功率只能维持在W 量级。

随着对0.9～1μm 近红外光纤激光器理论更进一步地完善，科研人员发现双包层增益光纤的纤芯/包层比值（芯包比）是决定976 nm 掺镱光纤激光器效率的一个重要因素，并且对激光光谱、功率等输出特性具有重要的影响[23]。因此，随着大芯包比增益光纤的运用，0.9～1μm 近红外掺镱光纤激光器的输出功率有了大幅提升。2015 年，中国工程物理研究院的王岩山等人对增益光纤参数与输出特性之间的关系进行了理论研究，结果表明增大增益光纤芯包比能够有效抑制ASE。同时，他们采用中心波长为981.7 nm 光纤光栅、915 nm 泵浦源、纤芯/内包层直径为（20/130）μm双包层光纤和纤芯/内包层直径为（60/130）μm 双包层光纤搭建了全光纤结构的激光器，获得了16.7 W 的981.7 nm 的激光输出[24]。

2016 年，国防科技大学的许晓军课题组分别采用980 nm 单模LD 和975 nm 单模LD 作为种子源，并分别采用纤芯/内包层直径为（20/130）μm和（60/130）μm 的双包层光纤搭建了光纤放大器，研究了激光放大过程中的放大效率、ASE 等问题，在波长为980 nm 处实现了6.8 W 的激光输出[25]。2019 年，该课题组采用激光二极管提供种子光，并以纤芯/内包层直径为（60/130）μm、纤芯/内包层数值孔径为0.1/0.46 的双包层掺镱光纤搭建了双向泵浦结构的放大器，在976 nm 波段实现了100 W 的激光输出，如图2 所示。虽然该激光器为多模输出，但其亮度比同等功率的多模LD提升了6 倍[26]。这是国际上首次基于双包层光纤实现百瓦量级976 nm 激光输出，但大纤芯直径造成了其光束质量的劣化。

图2 （a）实验结构示意图；（b）输出功率与注入抽运光功率的关系；（c）最高输出功率时的光谱图[26]Fig.2 (a)Diagram of the experimental setup;(b)output power versus pump power;(c)spectrum at the highest output power[26]

为了在掺镱增益光纤中实现高功率的976 nm波段激光输出，并同时抑制4 能级起振和3 能级重吸收，研究人员除了使用大芯包比的双包层增益光纤和高亮度泵浦源外，还采用了空气外包层光纤、光子晶体光纤、锥形光纤以及棒状光纤等多种波导结构的光纤类型，都实现了较高功率的0.9～1μm 近红外光纤激光输出[27]。

2003 年，英国南安普顿大学的R.Selvas 等人采用长度为1.2 m 的空气外包层（Jacketed Air-Clad,JAC）掺镱光纤作为增益介质，其中纤芯/内包层直径为（9/20）μm，纤芯/内包层数值孔径为0.1/0.7，获得最大输出功率为1.4 W 的977 nm 单模激光。相比于传统的双包层掺镱光纤，该光纤增大了内包层的数值孔径，大大提高了泵浦耦合效率[28]。同年，他们将增益光纤的纤芯/内包层直径优化为（10/28）μm、纤芯/内包层数值孔径优化为0.1/0.5。同时，将光纤长度缩短至0.4 m 以减少3 能级重吸收，在谐振腔内插入双色镜来抑制4 能级振荡，最终将977 nm 光纤激光的输出功率提升至3.5 W[29]。

由于大芯径棒状掺镱PCF 在提高模场面积和数值孔径的同时能够保证较高的光束质量，国内外多家单位先后采用该类光纤作为增益介质对0.9～1μm 近红外光纤激光器进行了理论和实验研究，并获得了高达百瓦级的激光功率。2008年，德国耶拿大学的F.Röser 等人采用1.2 m 长的（80/200）μm 大芯径棒状掺镱PCF 搭建了双程空间结构光纤激光器，实现了94 W 的980 nm 连续激光输出，其中斜效率约为63%、光束质量M2=2.2[30]。2008 年，法国波尔多大学的Johan Boullet 等人讨论了泵浦强度、泵浦吸收饱和以及3 能级和4 能级激光系统之间的增益竞争等参数对光纤激光系统的影响。同时，以纤芯/内包层直径为（80/200）μm 的大芯径棒状掺镱PCF 作为增益介质搭建了空间结构光纤激光器，并在谐振腔内插入波长选择元件来抑制1 030 nm 波段的寄生振荡，在230 W 泵浦功率时获得功率为94 W、斜效率为48%的977 nm激光输出[31]。2013 年，他们基于长度为1.16 m、纤芯直径为80μm、数值孔径为0.02 的大芯径棒状掺镱PCF 以及声光可调谐滤波器，实现了波长调谐范围为976～1 120 nm 的激光输出，光束质量为M2=1.3±0.1，其中最小输出功率为10 W@990 nm，并在976 nm获得25 W 的激光输出[32]。

国内也有研究单位基于PCF 实现了0.9～1μm近红外光纤激光输出。2011 年，北京工业大学的李平雪等人分别采用纤芯/包层直径为（40/170）μm和（40/200）μm 的光子晶体光纤分别获得了1.24 W和1.1 W 的980 nm 光纤激光[33]。2013 年，中国科学院上海光学精密机械研究所的何兵等人基于纤芯直径为85μm、长度仅为0.36 m 的棒状PCF 作为增益介质搭建了空间结构的光纤激光器，通过调节谐振腔结构分别在3 能级和4 能级状态实现了978 nm 和1 030 nm 的激光输出，输出功率分别为7 W 和13.6 W[34]。

但是，这些外光纤激光系统均是采用空间结构，系统稳定性差。因此，基于全光纤结构实现高功率的0.9～1μm 近红外激光输出是未来发展趋势。同时，如何提高光纤激光器的光束质量也是需要解决的关键问题。

增益光纤的纤芯和包层直径沿光纤轴向逐渐变化，具有新型波导结构的增益光纤不仅能够提高泵浦光的耦合效率，同时还保证了较高的光束质量，为实现单模0.9～1μm 近红外光纤激光输出提供了可行的技术途径。2014 年，莱布尼茨光子技术研究所的M.Leich 等人基于粉末烧结技术制作了具有阶跃折射率的掺镱光纤预制棒，经过拉丝塔拉制出大纤芯直径、高数值孔径光纤。其中，增益光纤一端纤芯直径为126μm，通过拉锥技术将另一端纤芯直径从126μm 拉制到10μm，并与一个含有FBG 的单模光纤熔接。最终，一段长度为0.95 m 的锥形光纤获得了10 W 的976 nm单模激光输出[35]。2018 年，俄罗斯科学院光纤研究中心的S.S.Aleshkina 等人研制出纤芯直径沿光纤轴向两端大、中间小的鞍型掺镱光纤。光纤两端的纤芯/包层直径约为（20/80）μm，中间部分的纤芯/包层直径为（12/49）μm，中间较小的纤芯直径只允许较少的激光模式传输，从而可以达到优化光束质量的目的。他们基于该光纤搭建了全光纤激光系统，获得了10.6 W 的976 nm 单模光纤激光输出[36]。

全固态光子带隙光纤（Photonic Bandgap Fiber，PBF）是一种基于带隙效应导光且能够实现单模激光输出的大模场光纤，其包层一般由基质材料和周期性嵌入的高折射率棒组成[37]。PBF 具有大模场面积、低损耗、低非线性、可控色散特性、可控折射率分布、低弯曲损耗等特性，并且其纤芯波导仅支持有限波长带宽的激光传输，能够有效抑制976 nm 激光器中的长波长激光起振。2018年，美国的克莱姆森大学Liang Dong 课题组研制了纤芯/内包层直径为（25/125）μm 的双包层全固态PBF，实现了27.8 W 的976 nm 激光输出，转换效率为36.3%[38]。2019 年，他们设计了基于多包层谐振来抑制高阶模的新型全固态PBF，其纤芯为对角长24μm、对边长21μm 的六边形，包层为对角长131μm、对边长124μm 的六边形。采用该全固态PBF 搭建了全光纤激光器，实现了151 W的978 nm 单模激光输出，其中光束质量为Mx2=1.25、My2=1.24，斜率效率为63%，如图3（彩图见期刊电子版）所示[39]。该实验结果是目前该波段光纤激光器输出功率的最高记录。

法国波尔多大学的研究人员们基于大芯径棒状掺镱PCF 实现了94 W 的空间结构光纤激光器，他们还致力于全光纤结构的单模光纤激光器的研究。2019 年，法国波尔多大学的Nicolas Valero 等人基于自主研制的大模场八边形双包层掺镱光纤搭建了全光纤结构的光纤激光器，实现了29.3 W 的976 nm 单模线偏振激光输出，光束质量为M2=1.2[40]。2020 年，他们优化了光纤参数，研制出纤芯/包层直径为（35/125）μm 的大模场八边形双包层掺镱光纤。该包层结构能够增大基模和高阶模之间的弯曲损耗差值。基于该光纤他们最终获得了39 W 的976 nm 光纤激光输出，如图4（彩图见期刊电子版）所示[41]。

图3 （a）光纤激光器示意图；（b）测量的输出功率与泵浦功率的关系；（c）不同功率下的输出光谱[39]Fig.3 (a)Schematic diagram of the monolithic fiber laser;(b)measured output versus pump power;(c)measured output spectra for the double-pumped laser under various output powers[39]

图4 （a）光纤激光器系统结构；（b）976 nm 激光在不同功率下的输出光谱；（c）976 nm 激光输出功率[41]Fig.4 (a)Configuration of the monolithic fiber laser;(b)output spectra for 976 nm laser at different average output powers;(c)output power for the 976 nm signal[41]

从莱布尼茨光子技术研究所的拉锥光纤、俄罗斯科学院光纤研究中心的鞍型光纤、美国克莱姆森大学的全固态光子带隙光纤到法国波尔多大学的凹陷内包层光纤，都是对光纤的波导结构进行设计以达到提升输出功率和光束质量的目的。其中光子带隙光纤最有实现高功率输出的潜力，但由于光纤结构复杂、光纤拉制工艺难度较大，国内目前还没有相关的研究报道。

另外，工作波长位于976 nm 波段的单频掺镱光纤激光器具有线宽窄、信噪比高、波长稳定等特点，特别是在光纤传感、激光雷达以及非线性频率转换等方面具有重要应用，因而976 nm 波段的单频掺镱光纤激光器也成为光纤激光光源领域的一个研究热点[42]。但是，由于976 nm 单频光纤激光器的光谱线宽较窄，其输出功率目前仅为十瓦量级。目前，976 nm 单频线偏振光纤激光器的主要研究单位为美国NP Photonic 公司和美国亚利桑那大学，表1 对其研究进展进行了汇总。

表1 976 nm 单频光纤激光器研究进展Tab.1 Research progress of the 976 nm single frequency fiber laser

3 基于非线性效应增益的0.9～1μm近红外光纤激光器

传统光纤激光器依赖于增益介质在粒子数反转后的受激辐射，其工作波长由掺杂离子的能带结构决定。而基于非线性效应增益的光纤激光器则是利用了光纤材料本身存在的受激拉曼散射这一非线性效应，其工作波长由泵浦光波长和拉曼频移两者共同决定[48]。因此，由SRS 提供非线性效应增益的拉曼光纤激光器和随机光纤激光器具有灵活的输出波长和较宽的增益带宽，直接采用LD 对其泵浦，能够获得0.9～1μm 近红外波段的激光输出。由于光纤材料的拉曼增益主要决定于泵浦光强度、拉曼增益系数（材料本身的性质）以及光纤长度，故上述两种光纤激光器均采用较长的被动光纤作为增益介质，从而具有增益高、噪声低、热分布均匀以及无光暗化效应等优点。目前，主要是俄罗斯科学院的S.A.Babin 课题组在从事这方面的研究，他们在0.9～1μm 近红外光纤激光理论和实验方面均取得了一定的研究进展。

通常，0.9～1μm 近红外拉曼光纤激光器由光纤光栅和多模渐变折射率（Gradient-index,GRIN）光纤构成谐振腔，并直接采用多模LD 对GRIN光纤进行泵浦以实现拉曼光输出和亮度提升。2013 年，俄罗斯科学院的S.A.Babin 课题组采用938 nm 的多模LD，对长度为4.5 km、纤芯/包层直径为（62.5/125）μm 的GRIN 光纤进行泵浦，获得了3 W 的980 nm 激光输出[49]。2016 年，他们把泵浦源波长更换为915 nm，并将GRIN 光纤的长度缩短至2.5 km，获得了4 W 的954 nm 的光纤激光输出[50]。2017 年，该课题组通过进一步优化文献[50]中的系统参数，将954 nm 激光的输出功率分别提升至10 W[51]和50 W[52]。2018年，他们采用长度为1.1 km、纤芯/包层直径为（100/140）μm 的大芯径GRIN 光纤来提高二阶拉曼光的激发阈值，获得了功率为62 W、光束质量M2<3 的954 nm 激光输出，如图5 所示[53]。2019，该课题组又采用938 nm 泵浦源、976 nm 光纤光栅以及1 km 长的纤芯/包层直径为（100/140）μm的GRIN 光纤搭建了拉曼光纤激光器，实现了49.1 W 的976 nm 激光输出，其中光束质量M2≤2，斜率效率为70%[54]。需要特别指出的是，上述所有研究均直接采用多模LD 对km 量级长度的大芯径GRIN 光纤进行抽运，由于GRIN 光纤中的SRS 具有光束净化效应，即使光纤芯径比较大仍可以获得近单模的激光输出。

图5 （a）LD 直接泵浦的全光纤拉曼激光器结构；（b）不同渐变折射率光纤长度下的拉曼光纤激光输出功率[53]Fig.5 (a)All-fiber configurations of Raman fiber lasers with direct LD pumping;(b)output power of the Raman fiber laser at different GRIN fiber lengths versus input pump power[53]

与拉曼光纤激光器不同，随机光纤激光器不存在点式反馈元件以及传统意义上的谐振腔，它由光纤中折射率不均匀性引起的瑞利散射来提供随机反馈[55]，从而在光源相干性[56]、光谱特性[57]以及统计特性[58]等方面展现出了独特的物理属性。近年来，国防科技大学的周朴课题组在高功率/高效率随机光纤激光方面获得了kW 级激光输出[59]，上海光学精密机械研究所的冯衍在光谱操控方面实现1～1.9μm 的可调谐随机光纤激光输出[60]，电子科技大学的饶云江课题组探索了随机光纤激光器在光纤传感与通信等领域的应用[61]，加拿大渥太华大学的X.Y.Bao 等人在窄线宽方面获得了线宽为1 kHz 的布里渊随机光纤激光[62]。

虽然关于随机光纤激光器的研究已有了长足的发展，但是上述研究成果中的随机激光波长均大于1μm，而从事0.9～1μm 随机光纤激光研究工作的团队较少，研究人员主要来自俄罗斯科学院的S.A.Babin 课题组。2013 年，S.A.Babin 等人采用低光束质量的938 nm LD 以及纤芯/包层直径为（62.5/125）μm 的GRIN 光纤搭建了随机光纤激光器，获得了0.5 mW 的980 nm 随机激光输出，光束质量相比LD 有显著提高[63]。2018 年，他们采用1.1 km 长的纤芯/包层直径为（100/140）μm的GRIN 光纤和915 nm 的多模LD 搭建了随机光纤激光器，获得了27 W 的996 nm 二阶随机激光输出。其中，由于多模光纤存在拉曼光束净化效应，相比于光束质量M2=30 的LD，二阶随机激光的光束质量得以极大地提高，M2达1.6，如图6所示[64]。这种基于渐变折射率光纤的随机光纤激光器受限于泵浦源亮度，其输出功率还未达到102W 量级。

图6 （a）LD 直接泵浦的级联全光纤随机激光器；（b）二阶随机光纤激光输出功率与输入泵浦功率的关系[64]Fig.6 (a)All-fiber configuration of the cascaded random fiber laser with direct LD pumping;(b)measured output power at 2nd-order random lasing wavelengths versus the input pump power[64]

4 结论

目前，基于新型增益机制、不同光纤材料和新型波导结构的各类0.9～1μm 近红外光纤激光器还在进一步发展，但整体功率水平仍远低于1～2μm 光纤激光器。其中，0.9～1μm 近红外掺镱光纤激光器的输出功率最高（151 W@978 nm），激光器中存在的3 能级重吸收和4 能级起振是制约其功率提升的主要因素，目前的主流思路是通过采用高增益、波长截止的新型波导结构增益光纤来解决该问题。随着功率的进一步提升，可以预见，光子暗化效应、模式不稳定、非线性效应等将会成为该波段掺镱光纤激光器新阶段的限制因素。

而掺钕光纤中Nd3+掺杂浓度较低、发射截面较小，导致0.9～1μm 掺钕光纤激光器的输出功率主要受限于光纤材料。另外，放大过程中的4 能级竞争，808 nm 和880 nm 泵浦源较低的输出功率等因素也限制了其功率提升。解决途径主要是通过改进光纤材料性能来提升激光器功率，因此，设计和研制大模场面积、无截止单模特性、高数值孔径的光子晶体光纤成为掺钕光纤激光器的研究重点之一。

而0.9～1μm 近红外拉曼光纤激光器、随机光纤激光器受限于光纤器件性能、泵浦源亮度以及激光放大过程中产生的高阶激光等因素，其输出功率仍未突破百瓦量级。因此，如何通过设计光纤激光系统结构、均衡非线性效应增益与系统损耗来提升激光器效率和功率，将是下一步研究的重点方向。

鉴于0.9～1μm 近红外光纤激光器在高功率蓝光和紫外激光产生、高功率单模泵浦源、生物医学以及激光雷达等领域的重要应用需求，各类激光器都将会随着光纤激光理论和光纤材料的进步而快速发展，并在发展过程中催生出各具特色的研究方向。