光通信系统正向着超大容量、超高速度的DWDM和OTDM系统方向发展。在DWDM系统中,信道数量更多,相邻信道之间的频率间隔也更窄,这就要求系统光源的输出信号除了具有单纵模特性外,还必须具有窄线宽特性,以避免不同信道间的串扰。另外,DWDM系统支持多个信道的同时传输,当由于网络拥堵等原因造成某些信道不可用时,需要系统能够自动地将信号切换至可用信道中进行传输,这就要求光源具有多波长可开关功能。在高速OTDM系统中,为了满足信号高速传输的需要,光源必须是高重复频率的超短脉冲激光器。同时为了尽可能降低OTDM系统的误码率,激光器输出的脉冲序列应具有良好的幅度均匀性。　　 本文针对DWDM和OTDM通信系统对光源的这些技术要求,在深入研究光纤激光器工作原理的基础上,设计了面向光通信系统的单纵模、窄线宽、波长可开关掺铒光纤激光器以及脉冲幅度均匀化的有理数谐波锁模掺铒光纤激光器。主要工作如下：⑴针对DWDM系统,设计了线性腔和环形腔两种单纵模、窄线宽、波长可开关的掺铒光纤激光器。通过在激光器谐振腔中引入饱和吸收模块与波长开关模块,两种激光器均可输出线宽在kHz量级的波长可开关的单纵模信号。⑵针对OTDM系统,设计了基于Sagnac非线性光纤放大环镜的脉冲幅度均匀化的有理谐波锁模光纤激光器。该激光器可在约1GHz调制频率下,获得重复频率3～6倍于调制频率的锁模脉冲序列；同时利用Sagnae非线性光纤放大环镜的非线性开关效应实现了输出脉冲序列的幅度均匀化。⑶理论研究了有理数谐波锁模光纤激光器输出脉冲序列幅度抖动的原因；引入一种新的用以表征脉冲幅度均匀化程度的数学参量,并计算了所设计激光器输出脉冲序列幅度的均匀化程度,验证了激光器设计的合理性和有效性；理论分析了980nm泵浦光功率对脉冲幅度均匀性的影响,解释了实验中所观察到的现象。