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掺铒光纤放大器(EDFA)的诞生给光通信带来了一场革命。由于其本身具有高增益、高输出功率、低噪声、带宽宽、与偏振无关等优点,在很多领域和场合,EDFA正逐步取代传统的光-电-光中继模式,省去光电/电光转换的昂贵成本,便于设备的运行维护,成为现代光纤通信系统中不可缺少的关键部件。随着WDM系统的升级及光传送网络的发展,增益控制掺铒光纤放大器(GC-EDFA)在输入功率和通道数目变化时维持放大器增益稳定方面,发挥着日益重要的作用。基于以上背景,在天津市重点基金项目——智能型光纤放大器和光源的研究、天津市重点基金项目——(C+L)超宽带掺杂光纤放大器和南开-达尔泰(天津)项目——开发增益平坦的掺铒光纤放大器的支持下,本论文主要围绕新型GC-EDFA、EDFA性能的优化、增益控制用光源、多波长光纤激光器以及可调光衰减器等课题进行了理论和实验研究。主要工作如下:1.设计了一种基于双折射光纤光栅的GC-EDFA,通过调整偏振控制器可以方便地选择单、双波长控制激光,信号光与控制光逆向传输,此种结构双波长GC-EDFA的平均增益和噪声系数为22.22dB和8.69dB,单、双波长控制下的增益平坦度分别为0.69dB和1.51dB。设计了一种两级L-band EDFA并制成样机,它利用光纤环镜反射后向ASE作为增益控制激光,这种新颖结构的GC-EDFA信号变化范围达到27dB,3dB带宽为34.5dB,平均增益及平坦度分别为23.68dB和±0.8dB,噪声指数为7.47dB,为了优化样机,我们还分别尝试了另外3种不同结构的GC-EDFA以选择最佳的样机方案。2.我们还提出了一种优化反射式EDFA噪声性能的方案,通过利用高双折射环镜代替普通光纤环镜来抑制铒纤的前向ASE,双通放大器在1580.84nm~1588.48nm范围内的平均噪声系数减少了3.7dB。利用前置放大器提高铒纤输入端的粒子数反转水平,实现了对反射式EDFA增益和噪声系数的优化,与普通结构的反射式放大器相比,该反射式EDFA在1568nm~1594nm范围内,增益增加了2.3dB~12.6dB,而噪声系数则降低了2.2dB~23.9dB。