在工业激光加工领域，通常需要采用柔性光纤传输系统将高功率激光器与机器人手臂集成实现三维加工，或采用光纤将高能光束由激光器输送至远距离工作站。在光纤传输系统设计中，最重要的性能参数是系统效率与输出光束质量。对于高功率激光与光纤的耦合，若存在耦合对准误差引起光束泄漏到纤芯之外，则会导致光纤的损坏。另外，光纤端面承受的巨大功率密度也很容易引起端面损伤。设计适当的耦合方法提高光纤所能承受的损耗功率以及保护入射端面是高功率下光纤耦合技术的关键。本论文首先介绍了光纤耦合的原理与常见的耦合方法，分析了影响耦合系统效率的诸多因素，通过建立耦合系统的ZEMAX模型进行光线追迹模拟，得到了耦合对准误差与损耗之间的数值关系。针对限制石英光纤传输功率的端面损伤和漏光损坏两种因素，研究了在光纤端面引入石英块以降低入射界面功率密度的接头设计方法，以及用于消除包层漏光的模式剥离技术，并对模式剥离技术进行了ZEMAX模拟，确定了不同的光束偏移量以及光纤端面离焦量下采用模式剥离所需的长度。为研究大芯径多模光纤的传输特性，本论文讨论了入射条件和光纤弯曲引起的输出光束特性变化，对入射条件与输出光斑的分布之间的关系进行了模拟。最后，本论文在高功率碟片激光的光纤耦合实验中实现了效率大于94%、功率为708W的光纤输出，并验证了光纤传输特性的模拟结果。