稀土掺杂光纤放大器具有增益高，噪声低，带宽宽、偏振不灵敏等优点，在光纤通信，光纤传感，激光光谱学等领域具有重要的应用。本论文针对掺铒光纤放大器(EDFA)和掺镱光纤放大器(YDFA)开展相关理论和实验研究工作。　　 论文首先对光纤放大器的发展概况、工作机理及基本结构作了简要的概述，并介绍了EDFA和YDFA的研究现状。接着，介绍了掺杂光纤的能级结构与光谱特性，给出了速率方程和功率传输方程，并模拟分析了EDFA和YDFA增益特性。在此基础上，对L波段EDFA典型方案--反射式双通EDFA进行了实验研究，并比较了两种泵浦方案在不同掺铒光纤(EDF)长度下的增益改善效果。结果表明，两种泵浦方案的增益改善机制不同，正向泵浦方案时EDF中粒子数反转度沿纵向的分布有利于信号光功率在输入输出端附近的放大，进而对泵浦输入端附近的放大的自发辐射(ASE)有抑制作用；反向泵浦方案则利用泵浦输入端附近产生的后向C波段ASE作为辅助泵浦源。反向泵浦时，因反射端ASE功率过大导致了ASE引起的增益自饱和效应，使得当EDF长度较短时，其增益改善效果比正向泵浦方案稍差；正向泵浦方案则在EDF长度较长时出现泵浦不足问题，并使得输入信号光功率较低时的增益特性差。最后，采用正向泵浦、反向泵浦和正向泵浦的双通结构三种方案，实验研究了1060nm波段YDFA的放大特性，并将其应用到多波长激光放大系统。