掺铒光纤放大器是光纤通信中极其重要的器件之一，目前的研究热点是多种元素共掺的高浓度掺铒光纤，既能抑制铒离子的浓度猝灭、又能极大地提高铒离子的浓度。随着包层泵浦技术的发展，用于大功率激光器的掺镱包层泵浦光纤成为当前研究的热点之一。本论文在这两个方面进行了深入、系统的研究。我们实验室自行研制了一整套的制棒、拉丝设备，在863项目“稀土掺杂光纤”(2001AA312230)和“新型特种光纤(A类)”(2002AA312190)的支持下，进行了多种稀土掺杂光纤的研制，包括：铝共掺的掺铒光纤、高浓度掺铒光纤和掺镱包层泵浦光纤等。文中取得了以下研究成果： 1.采用新型的电炉环形加热的改进型化学气相沉积(MCVD)法结合溶液掺杂技术成功地制作出了可以实用化的掺铒光纤。对铝共掺的掺铒光纤的吸收谱、折射率及掺铒光纤放大器的自发辐射谱、增益特性和噪声指数等进行了系统的研究；发现铝离子的掺入能够改变纤芯中的二氧化锗含量，从而影响掺铒光纤的数值孔径。 2.试制出了镁铝共掺的石英基高浓度掺铒光纤，通过工艺摸索和掺铒光纤放大器(EDFA)增益特性等的研究，得到了合适的镁铝浓度配比，1530nm处的吸收系数达到了14dB/m，CBandEDFA的铒纤长度降至6米，掺铒光纤的铒离子浓度得到了较大的提高，同时具有优异的增益特性。 3.试制了铋镓铝共掺的石英基高浓度掺铒光纤，经查新尚未见这种高浓度掺铒光纤的报道。此种光纤在1530nm处的吸收系数达到28.5dB/m，利用此光纤制作的CBandEDFA在1550nm处的小信号增益达到了30dB，掺铒光纤的长度缩短了10倍左右。 4.理论研究了多层环形折射率分布的大模场面积光纤，采用这种结构的光纤模场面积可以超过1000μm2，可满足激光波长处的单模条件。 5.研制出了具有很高吸收系数的掺镱光纤，914nm处的吸收系数达到173dB/m，976nm处的吸收系数达到了421dB/m。试制了一种具有三角形内包层、含有大空气孔外包层的掺镱包层泵浦光纤。研究了包层泵浦光纤预制棒制作和拉丝的工艺，掌握了制作工艺的关键技术，成功制作出了几种特殊形状的包层泵浦光纤。