近年来，L波段扩展掺铒光纤放大器（EDFA）由于能覆盖更宽的波长范围而备受关注，但其增益水平普遍较低。本文采用1480 nm激光泵浦Er/Yb/P共掺光纤，结合双程放大和预放大技术，研制了高增益的L波段扩展EDFA。实验装置在1556~1621 nm 的65 nm范围内获得高于20 dB的增益，最大增益达48.8 dB（1566 nm），30 dB增益带宽达58 nm（1558~1616 nm），噪声系数在1580~1610 nm范围内低于5.8 dB。该研究工作有效提高了L波段扩展EDFA的增益水平，并将噪声系数控制在较低的范围，可有效提升常规光纤通信系统的传输带宽和容量。

基于Giles模型对C－EDFA放大的自发辐射谱进行了研究，得出了铒纤增益随长度增加向长波段位移的结论。分析了L－EDFA和C－EDFA中各光束的传输特性，为L－EDFA低泵浦转换效率提供了合理的解释，并研究了L－EDFA本征平坦增益特性，确定了形成平坦增益的最佳粒子数反转条件(～40%)。最后利用EDFA前端加入一个光纤环行镜反射后向ASE光这种新颖的结构，较好地解决了L－EDFA泵浦效率低的问题，相比于传统的链路结构泵浦转换效率提高了8．76%。

EDFA的增益平坦化是WDM系统中的重要问题,用成本低、插损小的光纤光栅实现该功能是一项有吸引力的方案,采用剥层法设计了基于啁啾光栅的增益平坦滤波器。基于时间因果律的剥层算法将光纤光栅看成一个分离的模型,由一系列长度为Δ的复反射器所组成,每个反射器的后端耦合系数都可由它的前端耦合系数递归地求出,从而能快速、精确地反演出光栅的耦合系数函数。啁啾光栅的目标反射谱由理想的增益平坦滤波器透射谱获得,利用与反射谱群时延有关的常数α可控制光栅的长度,α取值为0.0024 cm2时,对应的光栅长度为3.5 cm。用剥层法反演出耦合系数函数后,又通过解Riccati方程模拟了合成光栅的透射谱。数值模拟结果显示理想透射谱与合成光栅透射谱之间的峰峰值误差小于0.1 dB,并且在工作带宽范围内,透射谱群时延的变化量小于0.6 ps,表明该滤波器对系统没有额外的色散影响。

提出了由C波段和传统的980 nm LD两段级联抽运L波段信号的结构，C波段的功率和波长由掺铒光纤激光器控制。从实验和理论上分析了注入不同波长和功率的C波段对其增益的影响。设计的掺铒光纤放大器(EDFA)结构，在C波段波长为1525 nm，注入功率为5 mW时，功率为-20 dBm，波长为1580 nm的信号增益提高了7.7 dB。