受激拉曼散射是限制宽谱光纤激光器输出功率提升的主要因素之一。使用多波长激光作为种子进行放大，可以提高光纤激光器的高阶拉曼阈值，实现功率的进一步提升。复合腔结构混合增益方式是实现多波长激光输出的可行方案。本文以复合腔结构掺镱-拉曼混合增益光纤激光器为研究对象开展了多波长激光输出特性的理论与实验研究。　　论文回顾了1微米波段掺镱光纤激光器的研究进展与功率提升受限因素，分析了使用多波长作为种子抑制高阶拉曼的可行性，介绍了几种使用多波长种子光的光纤激光器模型，总结了每种方案的优势与不足。　　建立了基于镱离子增益与拉曼增益的混合增益稳态模型，并分析了光纤长度、光栅反射率、纤芯包层比、泵浦方向对激光器腔内与输出特性的影响。结果表明，光纤长度影响输出双波长的激光功率比例；输出端光栅反射率对功率提升影响不大；提高光纤纤芯内包层直径比、采用正向泵浦方式均可以提高输出功率。　　搭建了1090nm-1150nm复合腔结构掺镱-拉曼混合增益光纤激光器，实现了1150nm波长110.8W的高功率输出，研究了光栅反射率、光纤长度等器件参数对激光器输出特性的影响。开展了1080nm-1120nm混合增益光纤激光器实验，与1150nm光纤激光器进行对比，分析波长间隔、光纤长度、纤芯包层比等因素对激光器输出性能的影响。搭建了半开腔与标准振荡器结构的脉冲1150nm掺镱-拉曼混合增益光纤激光器，获得1150nm波段的脉冲激光输出。　　开展了多波长种子的功率定标放大研究，对单一波长与多波长种子的放大进行了仿真对比，并通过实验进行验证。实验与数值仿真结果表明，加入少量拉曼光的多波长种子相比于单一波长种子的系统，其受激拉曼散射阈值明显提高，功率放大具有更大潜力。