铋掺杂材料荧光能覆盖1.1-1.6μm范围波段，因而能够作为光纤放大器和光纤激光器的材料，在光通信、医疗和工业方面有重要的应用。本文的主要目的是探索光谱性能优良的铋掺杂磷酸盐玻璃基质组成，拉制出铋掺杂磷酸盐玻璃光纤进而研究其光谱和激光性能。　　 论文第一章首先介绍了铋掺杂材料作为光纤放大器和光纤激光器基质材料的应用前景，其次综述了铋掺杂玻璃和光纤材料的研究进展，总结了关于铋宽带近红外发光机理的不同观点，介绍了磷酸盐玻璃的组成、结构及作为激光玻璃的性质，最后提出了本论文的研究思路和内容。　　 论文第二章介绍了本论文的实验研究方法，包括玻璃样品的制备和光纤的拉制、玻璃样品的测试、光谱性能的计算及光纤的测试方法。　　 论文第三章研究了铋掺杂磷酸盐玻璃物理化学及宽带发光光谱性质。论文首先研究了铋掺杂磷酸盐玻璃的基质组成。在P2O5-Al2O3玻璃基质的基础上，引入了适量的B2O3来改善玻璃的性能，测试了P2O5-B2O3-Al2O3-Bi2O3(PBA:Bi)玻璃的光谱性能，玻璃样品在多种波长激光二极管激发下均有近红外宽带荧光，中心波长从1148nm变化至1260nm。当玻璃样品在532nm激光波长激发下，有最宽的荧光半高宽达到312nm，在808nm和980nm激光二极管激发下宽带荧光峰值波长处的拟合寿命分别为587μs和437μs。计算了808nm激光激发下铋在玻璃样品中的受激发射截面(σem)为0.92×10-20cm2。引入La2O3改善玻璃样品的热稳定性和抗析晶性能，实验中发现La2O3含量为9mol％时玻璃样品具有最佳的热稳定性，论文中也通过探讨La2O3对玻璃结构的影响解释了玻璃样品热稳定性和抗析晶性能变好的原因。优化了Bi2O3在玻璃样品中的浓度，发现Bi2O3含量为1mol％时，玻璃样品具有最佳的荧光性能。确定了单掺杂铋磷酸盐玻璃基质组成为67.5P2O5-13.5B2O3-9Al2O3-9La2O3-1Bi2O3。其次论文引入了Yb2O3作为敏化剂并探讨了其对铋活性中心近红外宽带发光的影响。实验中发现，引入Yb2O3后，玻璃样品在800-1000nm的吸收明显增强，其中966nm处的吸收系数是未引入时的5.1倍。同时，Yb2O3的引入使玻璃样品在980nm激光二极管激发下的近红外宽带荧光强度明显增强，当Yb2O3浓度为8mol％时，玻璃样品有最大的荧光强度约为未引入前的37.3倍。峰值波长处的荧光寿命大幅度延长，当Yb2O3浓度为5mol％时，其荧光寿命为1029μs。探讨了Yb3+和铋活性中心之间的能量转移机制，并通过对Yb单掺和Yb/Bi共掺的玻璃样品中Yb3+离子的1005nm的荧光寿命的测试计算出Yb3+和铋活性中心之间的能量转移效率(ηET)最大能够达到59.1％。最后，总结了铋常见存在形式如Bi5+、Bi3+、Bi2+、Bi+离子及Bi0原子、Bi2和BiO分子的已知光谱特性和能级结构，并通过对不同熔制时间下玻璃样品在不同波长激光二极管激发下表现出来的不同规律进行讨论，探讨了Bi近红外宽带荧光的来源，认为玻璃样品中808nm激发下的宽带荧光来源于Bi0原子的2D3/2→4S3/2跃迁，而980nm激发下的宽带荧光则来源于Bi+离子的3P1→3P0跃迁。　　 论文第四章以Yb/Bi共掺的P2O5-B2O3-Al2O3-La2O3(PBAL)玻璃基质为基础，设计了符合光纤拉制要求、能够相互匹配的芯层和内外包层玻璃组分，优化了大尺寸、均匀的光学玻璃熔制工艺和光纤拉制中各种工艺系数，最终拉制出了两种不同结构Yb/Bi共掺磷酸盐玻璃双包层光纤，并测试了其荧光和激光性能。　　 论文第五章总结了全文的实验结果，并指出了不足和需进一步研究之处。