掺铒光波导放大器（EDWA）是一种重要的光子学元件,将在未来的光通信技术发展中扮演关键的角色,帮助光纤网络进入每一个家庭。EDWA的研制成为当前光子学领域的一个研究热点。目前EDWA的制备仍旧处于多种技术方案激烈竞争的局面,因此对于各类EDWA相关材料、制备工艺及其光学性质的研究便成为这个领域研究工作的重要内容和物理基础。 本博士论文围绕“新型掺铒光学材料及光波导的制备与光学性质研究”这个课题开展了一系列工作。主要内容有溶胶凝胶法制备掺铒光学凝胶玻璃体材料和掺铒平面光波导,含铒有机配合物的荧光性质研究,以及飞秒激光脉冲在掺铒硅酸盐玻璃中写入波导等等。特别对于掺铒凝胶玻璃体材料中残余羟基导致荧光淬灭难题,含铒有机配合物的荧光量子效率偏低问题,飞秒激光脉冲写波导的物理机理这三个学术界相当关注的热点问题进行了深入的研究与探讨。主要取得的创新性研究成果如下: 1.用CCl₄/O₂气氛化学除水干燥的办法制备出了具有较高荧光寿命（6.2ms）和很好光学质量的掺铒凝胶玻璃体材料,是目前报导的荧光寿命最长的掺铒凝胶玻璃体材料之一。对化学除水干燥过程的机理进行了详细地讨论。 2.设计并测量比较了六种含铒有机配合物的荧光性质,证明了有机配合物中的OH和CH基团都会对Er³⁺荧光产生严重淬灭作用。由于CH键在有机物中普遍存在,更是这类材料荧光量子效率低下的关键所在。首次报道了一种完全不含OH和CH基团的含铒有机配合物全氟辛酸铒的荧光性质。测量表明它的荧光量子效率达到1%,比现有的含铒有机配合物大两个数量级,向掺铒有机聚合物实用化方向又跨进了一步。 3.利用飞秒激光脉冲写波导的技术手段在掺铒硅酸盐玻璃中成功得到了具有较低传输损耗的光波导结构,并获得了1dB的内增益。获得了飞秒激光脉冲焦点附近玻璃材料二氧化硅三元环拉曼振动峰高随激光脉冲能量,焦点扫描速度等实验条件的变化,首次测量得到了三元环拉曼振动峰随生成波导横截面直径的分布以及与波导中心折射率变化的对应关系,这对于帮助人们理解飞秒激光脉冲写波导的物理本质具有重要的意义。