泵浦/信号合束器是搭建全光纤结构高功率光纤激光器和放大器的关键器件之一。近年来,侧面泵浦合束器因其高信号光通过率及不受限制的泵浦点而备受光纤器件研发人员关注。在众多侧面泵浦合束器制作方案中,采用拉锥-熔合法制作的合束器不仅可以获得高泵浦耦合效率,而且可以承载千瓦量级泵浦功率和信号光功率,已成为制备全光纤结构侧面泵浦合束器的常用方法。本文基于拉锥-熔合法开展了侧面泵浦合束器的理论和实验研究;提出了基于拉锥无源光纤拓展掺镱光纤放大器(YDFA)中输出超连续谱光谱范围的方案,并开展了相关实验研究。论文内容主要包括以下几个方面:1.基于几何光学和波动光学原理,研究了单根泵浦光纤拉锥特性,模拟了泵浦光入射角度、拉锥比等因素对泵浦光归一化泄漏位置的影响。结合侧面泵浦合束器的基本光学原理及拉锥-熔合法的制作流程,在合束器仿真模型中首次引入泵浦光纤与信号光纤之间的熔合深度与熔合比例两个参数,并分析了这两个参数及其他结构参数对合束器性能的影响。结果表明:熔合深度的增加使得泵浦耦合效率提升、信号光纤涂覆层热损耗降低的同时,也会带来反向泵浦光隔离度的降低。2.基于拉锥-熔合法制作侧面泵浦合束器的关键技术,制作了泵浦光纤为220/242μm、信号光纤为20/400μm的(2+1)×1结构侧面泵浦合束器,并测试了采用不同拉锥参数时器件的耦合效率随熔合时间的变化情况,实验结果与仿真结果基本吻合。测试了合束器的双臂总耦合效率、信号光涂覆层温度、信号光插入损耗、后向泵浦光隔离度等基本性能参数。结果表明当泵浦功率达到1223 W时耦合效率达到97.2%,信号光插入损耗最大时约为0.11dB。最后,将研制合束器成功应用于千瓦级光纤激光器系统中。3.为了弥补YDFA输出超连续谱难以向短波拓展的不足,提出利用YDFA输出的宽谱光源泵浦拉锥双包层无源光纤产生超连续谱的方案,通过实验验证可成功将YDFA中输出的光谱范围拓展为原来的两倍。搭建YDFA系统(种子光波长为1060 nm),获得了1000 nm-1600 nm、最高平均输出功率为15.9 W的光谱输出,并利用该宽谱光源作为泵浦信号,泵浦级联结构的拉锥双包层无源光纤,最终获得了最大输出功率14.1 W、光谱范围覆盖630 nm-2000 nm的超连续谱。结果表明,拉锥光纤的引入可以获得更短波长色散波与红移孤子的群速度匹配,增强光纤的非线性效应。