高功率光纤飞秒激光及其时-频域精密控制是牵引精密测量等前沿科学研究以及推动精密制造装备等高新技术发展的基础，也是美国、德国等国家竞相发展的核心技术之一，这一领域的国际竞争十分激烈。制约高功率光纤飞秒激光及其控制技术发展的技术难题主要有：(1) 光纤飞秒激光高功率放大过程中的增益窄化，致使高功率下脉冲光谱宽度小于注入脉冲，限制了压缩后的脉冲宽度，国际上所开展的光纤高功率放大实验尝试一直停留在仅能获得200fs以上高功率脉冲；(2) 光纤自身的非线性效应和高阶色散，直接影响脉冲在放大过程中的传输特性，特别是脉冲展宽器件与压缩器件间的色散参数失配，导致压缩后的脉冲畸变；(3) 光纤放大过程中不可避免的强度-相位噪声、增益竞争、自陡峭效应等不利因素严重影响其光场控制精度，高功率光纤飞秒激光的时-频域精密控制更是成为精密激光技术领域的难题。针对这些难题，我们发展了预啁啾管理的非线性自相似放大控制、主动控制光纤激光锁模启动和相位漂移等新方法和新技术，突破了高功率光纤飞秒激光频谱增益窄化脉宽难以压缩的技术瓶颈。首次将棱栅应用于非线性光纤放大系统，通过预啁啾管理技术，实现了对自相似脉冲演化的精密操控，解决了有限增益带宽、高阶色散、非线性相移引起的压缩脉冲畸变的难题，突破了增益窄化的限制。成功研制了国际先进的高功率光纤飞秒激光系统，其输出脉冲宽度缩短至33fs，平均输出功率提升至93.5W。相比德国亥姆赫兹研究所和美国麻省理工学院等国际顶级实验室合作的类似激光系统，他们获得脉冲宽度为60fs，其峰值功率（22MW）、脉冲宽度、光谱宽度等关键技术指标也低于我们报道的结果（51MW、33fs、80nm），如下表。为解决拓展时-频精密反馈控制的带宽的难点，我们提出并实现了主动控制光纤激光锁模启动和相位漂移的新方法，实现了载波包络相位漂移控制，反馈控制范围高达80MHz，为实现长期稳定光纤光梳当前面临的重大难题提供很好的解决方法和技术。我们开发的高功率光纤飞秒光梳控制技术在满足国家重大应用需求XXX项目中获得应用。下表为国际上基于非线性放大的高功率光纤飞秒激光的汇总表。

表    国际上基于非线性放大的高功率光纤飞秒激光的汇总