用中频孪生靶磁控溅射法沉积制备了掺铒、镱铒共掺Al₂O₃薄膜，探索了氧气氩气分压、不同衬底、镱铒共掺杂、掺杂浓度、后退火温度、退火时间等各工艺参数对薄膜特性的影响。用扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）分析了薄膜样品的表面形貌，用椭圆偏振仪测量了薄膜的厚度和折射率。分析探讨了铒离子在氧化铝薄膜中的发光机理。 测量了各种薄膜样品的光致发光特性，包括光致发光的峰值强度与掺铒浓度、镱铒掺杂比率、泵浦功率和退火温度的关系，得出以下结论：（1）所有薄膜的峰值波长为1535nm，半值宽度在40nm--60nm之间。（2）镱铒共掺Al₂O₃薄膜的最佳镱铒浓度比为9：1。（3）退火温度的不同，影响了Al₂O₃薄膜的微观结构，导致光致发光强度变化。（4）镱作为敏化剂，不仅提高了泵浦效率，增强了光致发光强度，也明显地减小了铒离子间激发态吸收、合作上转换等效应所产生的“浓度猝灭”现象。 通过求解Er及Yb／Er的速率方程，从理论上计算了掺铒及镱铒共掺Al₂O₃薄膜的荧光特性，得出了优化的泵浦强度与优化的掺镱铒浓度，并与实验进行了比较。 用BCl₃干法刻蚀将镱铒共掺Al₂O₃薄膜刻蚀成光波导，当信号光被调制为1Hz的方波时，在160mW功率泵浦下，光波导放大器的总增益为10.0dB，单位长度增益为4.2dB／cm。给出了放大器的放大特性曲线，噪声指数特性。 测量了掺铒及镱铒共掺杂玻璃的光致发光特性、吸收谱，并测量了不同浓度样品的增益，绘出了增益曲线。得出如下结论：（1）掺铒浓度越低的硅酸盐玻璃，泵浦阈值功率越大。饱和泵浦功率越小。（2）给出了净增益随泵浦功率的变化曲线。（3）掺铒浓度为0.8at．％的硅酸盐玻璃样品净增益最大，达到3.9dB的净增益，实验给出了净增益随掺铒浓度的变化曲线。