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1.5μm波段单频光纤激光器具有k Hz量线宽、高光学信噪比、良好光束质量和紧凑的全光纤结构等优势,已经成为相干光通信、分布式光纤传感、太赫兹波以及高分辨率光谱学等领域的研究热点。特别是1560 nm窄线宽单频光纤激光器,通过倍频产生780nm单频激光,对应铷原子的D2吸收线,可应用于量子信息存储、高分辨率激光雷达、高精度频标以及激光冷却等前沿领域。但是由于1560 nm单频光纤激光器本身较高的强度噪声导致倍频产生的780 nm激光的噪声性能欠佳,这限制了其应用系统的分辨率和精细度,并且倍频过程对基频光功率有较高要求,低功率下难以实现较高的倍频转换效率。在1560 nm窄线宽单频激光放大过程中,受限于较大的量子亏损、严重的自发辐射（ASE）和较低的受激布里渊（SBS）阈值,要实现大功率输出仍存在较大困难。针对以上存在的问题,本论文围绕1560 nm窄线宽单频光纤激光器及其倍频展开研究,具体的研究内容和取得的研究成果如下:（1）基于自主设计的1560 nm DBR短腔单频光纤激光种子源,采用三级全保偏光纤放大器级联的MOPA结构,其中功放级采用大模场铒镱共掺双包层光纤作为增益介质,提高了系统的SBS阈值;采用940 nm多模LD作为泵浦源的非吸收峰值泵浦方案,提高了EYDFA中Er3+-Yb3+的量子转换效率和ASE阈值,并且降低了热效应,实现了功率为52 W、线宽小于4 k Hz、信噪比大于64.6 d B、斜率效率为43%的高功率1560 nm线偏振单频激光输出;在1.0-1.1μm和1.5μm附近没有产生明显的ASE。此外,通过对后向回光的监测,判断系统仍未达到SBS阈值,功率仍然有上涨的空间。（2）基于外腔单程的空间倍频结构,使用高损伤阈值的Mg O:PPLN晶体作为倍频晶体,利用自主研制的高功率1560 nm线偏振单频光纤激光器作为基频光源,在较高的倍频转效率下实现了高功率780 nm单频激光输出。在1560 nm基频光功率为32.5W时,获得了信噪比大于52.4 d B、最大功率为6.4 W的高功率780 nm单频激光输出,对应的单程倍频转化效率为19.7%,Mg O:PPLN的最佳准相位匹配温度为115.0℃,温度半高全宽为4.8℃。（3）基于半导体光放大器（SOA）的非线性放大效应对1560 nm单频激光器（基频光源）的强度噪声进行了有效抑制,获得了宽频带近量子噪声极限的强度噪声抑制效果,采用全光纤耦合的波导式PPLN作为倍频晶体,实现了全光纤结构的低噪声780 nm单频激光输出,其中心波长为780.24 nm、信噪比大于55 d B、最大输出功率为340 m W,对应的倍频转换效率为19.5%;在0.1-5 MHz频段内的相对强度噪声（RIN）小于-151d B/Hz,接近量子噪声极限（-152.93 d B/Hz@780 nm,1 m W）。