超长结构喇曼光纤激光器（UL-RFL）与常规喇曼光纤激光器相比，腔长增加几个数量级，具有独特的运转机制和工作特性，特别是可以依靠随机分布反馈形成激光振荡，是以前从未研究过的，而对这种新物理机制的研究将导致多种新型应用技术的产生，例如光信号长距离无损耗传输和光纤型随机激光器。项目组围绕研究目标，立足创新，顺利完成了各项研究工作，获得了多项研究成果。主要包括：1. 建立并完善了适用于不同结构、不同泵浦方式UL-RFL的理论模型。2. 建立UL-RDL实验研究平台，对双光栅反馈结构、光栅—Sagnac环反馈结构UL-RFL进行理论和实验研究，其中光栅—Sagnac环反馈结构UL-RFL实现了二级Stokes激光激射，最大输出功率为65.3mW，斜率效率30%。3. 采用Sagnac环结构观察并证实UL-RFL输出激光具有部分相干性。4. 对连续光泵浦双光栅反馈结构UL-RFL产生超连续谱进行理论研究，给出了超连续谱产生的物理机制与各非线性效应的演化过程。5. 在对基于双光栅反馈结构的UL-RFL中光信号的传输进行研究时发现，当光纤长度为100km时，信号功率起伏也仅为1.55dB，而且光纤光栅反射率对信号功率起伏的影响取决于传输距离：在腔长大于60千米情况下，信号功率起伏随光纤光栅反射率增大而增大；在小于60千米情况下，信号功率起伏随光纤光栅反射率增大而减小。6. 在对随机分布反馈结构UL-RFL进行理论研究时发现，当泵浦功率一定时，光纤存在最佳长度，可使前向输出Stokes激光功率达到最大值。7. 在对偏振光泵浦随机分布反馈UL-RFL进行理论研究时发现，偏振光泵浦可将前向输出激光阈值降低300mW。8. 在进行光纤中涡旋光的产生与传输的理论研究时，设计了一种环形光子晶体光纤，TE01, HE21和TM01模式的有效折射率差分别为4.59x10-4和3.62 x10-4，波长在1550 nm 时, TE01 模式的涡旋光的非线性系数为1.37 W-1•km-1。我们的研究对UL-RFL具有的新现象、新机制及其在信号传输、超连续谱产生等方面的应用价值进行了有益的探索。研究内容涉及激光物理、非线性科学、无序系统理论、紊流理论等领域的研究范畴，具有丰富的物理内涵。 2100433B