在现阶段通信网络中，无论长距离、大容量的密集波分复用（DWDM）传输技术的发展，还是光纤有线电视（CATV）网络及光纤到户（FTTH）的施行，都是为了更好的满足用户对于网络带宽的需要，这就意味着网络的骨干传输部分要容纳更多的信道。由于信道间隔是一定的，那么要增加信道的数量就必须增加放大器增益带宽，而且信道数的增加必然会带来光纤中光信号功率的增大。铒镱共掺双包层光纤放大器与光纤环形镜结合，不仅解决了放大器输出功率较低的问题，还解决了因为增益谱不平坦度过大的问题；而且由于铒镱共掺双包层光纤放大器使用的大功率半导体激光抽运源，降低了单位功率的成本。增益平坦型双包层光纤放大器以其在1550nm波段的高输出功率和高平坦特性，满足了光纤通信技术对光纤放大器的需求，具有重要的应用意义。本文首先对铒镱共掺双包层光纤放大器和基于光纤环形镜的增益平坦光滤波器进行了理论分析，在此基础上，设计搭建了增益平坦型高功率光纤放大器，信号功率10mW，抽运电流7.6A时，放大器最大输出功率达1.104W；信号功率0.3mW，抽运电流7.6A时，放大系统增益32.9dB；增益平坦度±1.3dB。本文从理论和实验两个方面对基于光纤环形镜的增益平坦型高功率双包层光纤放大系统的性能进行了研究，具体工作如下：首先，在简单介绍不同种类的光放大器基础上，论述了具有增益平坦特性的高功率光纤放大器的研究意义。介绍了铒镱共掺双包层光纤放大技术和增益平坦技术，和基于铒镱共掺能量传递关系的基于速率方程与传输方程的铒镱共掺双包层光纤放大器的模型和基于光纤环形镜的增益平坦滤波器的结构与滤波原理。其次，在铒镱共掺双包层光纤放大器模型的基础上采用光学软件Optisystem进行仿真，分析了光纤放大器增益光纤长度、抽运功率和输入信号功率对前向抽运结构的EYDFA输出功率与增益的影响并进行了优化。采用数学计算方法，对光纤环形镜的保偏光纤长度与偏振控制器的状态进行了优化。然后将放大器与光纤环形镜级联，计算放大系统总的输出增益谱，实现增益谱平坦化。最后，根据仿真优化提供的参数搭建前向抽运铒镱共掺双包层放大器；根据测试得到的放大器的ASE谱，设计了并搭建了基于光纤环形镜的增益平坦滤波器；测试了基于光纤环形镜级的放大系统的输出性能。从实验的角度分析了抽运功率和输入信号功率对放大系统输出功率与增益的影响。简述了在实验中值得注意的现象，并分析其产生的原因。