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随着稀土掺杂光纤和密集波分复用(DWDM)光纤通信技术的发展与应用，研究各种结构新颖和S波段的掺铒光纤放大器(EDFA)技术成为当前光纤与光电子技术领域发展的一个非常重要的方向。EDFA具有噪声低、增益高、带宽大、泵浦效率高和稳定的工作性能等优点，广泛地应用于各种光通信系统中特别是波分复用(WDM)系统中。但是随着WDM系统以及DWDM系统传输信道的不断增加和传输码速的不断提高，如何利用现有的光纤带宽，进一步提高通信容量。满足这种日益膨胀的要求，已经成为光纤通信研究追逐的目标。石英光纤的低损耗窗口是1450～1650nm，但是C波段的EDFA和L波段的EDFA只覆盖了1530～1610nm的范围。开发并使用S波段的光放大器是充分利用光纤的带宽和提高系统容量的有效途径之一。本文首先对掺铒光纤放大器的发展史和国内外的研究进展进行了介绍，分析了已有的几种主要光放大器的结构和优缺点，在此基础上对基于Giles模型和S波段的掺铒光纤放大器和设计方案进行了较为深入和详细的研究，主要工作包括：1、详细的介绍了掺铒光纤放大器的发展历史以及在实际当中的应用，总结了其优点和缺点。2、全面的分析了掺铒光纤放大器的工作原理和结构特征，对比和分析了掺铒光纤的不同制作方法和优缺点，同时对掺铒光纤在不同泵浦波长情况下的能级跃迁过程进行了比较。3、对EDFA的能级模型进行了详细的剖析，对其模型的数值模拟方法进行了详细的推导和分析，在此基础上引用Giles模型，并应用该模型对EDFA的ASE特性进行了深度的研究。4、从高浓度的掺铒光纤放大器出发，总结和分析了各种常见的猝灭理论模型，对掺铒光纤放大器猝灭理论模型提出一些完善的方案。5、对S波段的光放大器的国内外发展现状做了详细的分析和研究，分析了当今的一些S波段光放大器的原理，在此基础上对S波段的掺铒光纤放大器进行了模型的完善，并进行了仿真、分析和总结。