大模场高浓度掺镱双包层微结构光纤被认为是当前高功率脉冲和连续光纤激光器最受欢迎的增益介质。而目前通用的制备掺镱微结构光纤的方法仍是采用改进化学气相沉积结合溶液掺杂法，但是该方法存在掺杂浓度低、掺杂不均匀以及难以制备成大芯径等许多无法避免的问题。还有由于掺镱石英材料的融化温度在2000oC左右，而普通电阻炉很难达到这个温度。为解决这些问题，本文提出了使用高频等离子体粉末熔融法制备掺镱微结构光纤。主要开展的研究工作如下：首先，根据石英玻璃、镱离子以及铝离子的特性确定玻璃的组分，并基于稀土掺杂石英玻璃形成规律等对掺镱石英玻璃的配方进行理论计算和优化。提出水解掺杂法制备掺镱粉末和高频等离子体粉末熔融技术制备掺镱石英玻璃，并对掺镱石英玻璃制备过程中遇到的如镱离子变价机理、掺镱粉末尺寸选取、以及消除羟基和气泡等问题进行了探索研究。其次，对所制备的掺镱石英玻璃的结构，密度、折射率、成分、热膨胀系数和离子掺杂均匀性等物理特性，以及吸收特性和发射特性等光学特性进行了测试和研究。通过理论计算和研究了掺镱石英玻璃的光谱参数以及激光特性参数，并研究了镱离子掺杂浓度与掺镱石英玻璃物理特性、光学特性、光谱参数以及激光特性参数等之间的关系。再次，开展了大模场掺镱双包层微结构光纤的理论研究工作，并以所制备的掺镱石英玻璃为纤芯拉制出结构完整的掺镱双包层微结构光纤。并对所拉制光纤的吸收特性、损耗特性和发射特性等光学特性以及激光特性进行了实验测试和研究，获得了光纤的综合光学特性，从而验证该创新工艺方法制备掺镱双包层微结构光纤的可行性。最后，光暗化的存在严重影响掺镱光纤激光器的输出功率以及使用寿命，对基于高频等离子体粉末熔融法制备的掺镱双包层微结构光纤的光暗化形成机理进行了探索研究。