光纤激光器具有高光束质量、小体积、高效率和快速散热的特性,在制造业,军事和生物医学领域有着重要作用。光纤激光器的发展遇到两个挑战,高功率下光束质量恶化和1.064μm波长处产生超短脉冲或者超快脉冲。前者需要用到大模场面积单模光纤,后者需要色散管理光纤。由于产生非线性效应的阈值与光纤模场面积成正比,提升光纤的模场面积可以进一步增大光纤激光器的功率。目前已经有很多大模场面积光纤被报道,然而大多数的大模场面积光纤仅仅关注了光纤的单模运转操作,忽略了色散特性,这导致超快光纤激光器需要外接色散补偿光纤,破坏了整个系统的完整性,并且不利于全光纤设计。本论文提出了一种新型的泄漏通道多沟槽棒阵列光纤,不仅能实现大模场单模运转,并且可以调控光纤的色散。本课题的研究主要从以下方面开展:首先设计了泄漏通道多沟槽棒阵列光纤结构,该光纤由三部分构成,分别为带有泄漏通道的沟槽,棒阵列和石英包层。棒阵列为高锗掺杂,沿x轴方向排列在横向的沟槽泄漏通道中,沟槽为氟掺杂,包层基底为二氧化硅。该光纤可以通过使用改进的化学气相沉积法(MCVD)制备,主要有MCVD法制备锗掺杂小芯棒阵列以及多沟槽结构,插棒法制备泄漏多沟槽光纤预制棒以及堆积法制备泄漏多沟槽棒阵列光纤预制棒。采用有限元分析方法(FEM)研究了泄漏多沟槽棒阵列光纤的特性,主要为色散特性、有效模场面积和弯曲损耗。通过调整光纤的棒阵列结构参数,实现光纤零色散波长管理,主要包括调整光纤包层中高折射率棒的间距和半径,将零色散波长红移到1.064μm处。最后通过调整光纤中泄漏通道沟槽的泄漏通道、沟槽间距、沟槽厚度和沟槽折射率,提升了高阶模的损耗并抑制基模的损耗,实现单模运转,在30 cm的弯曲半径下达到1051μm~2的模场面积。通过本课题的研究,可以让这种泄漏多沟槽棒阵列光纤在高功率激光器中得到进一步应用。