随着大数据、物联网、云计算和5G的兴起,与日俱增的信息需求量对光纤通信系统的传输容量提出了更高的要求。传统的掺铒光纤放大器由于铒离子4f窄带禁戒跃迁结构的限制,只能在1530～1620 nm的有限波长范围内实现光放大,仅覆盖石英光纤低损耗传输窗口的一小部分,O、E、S、U等波段尚未被充分利用。因此,可实现1000～1800 nm超宽带近红外发光的掺铋玻璃及光纤成为超宽带光纤放大器和激光器的极具前景的增益介质。其不仅能弥补传统稀土离子掺杂光纤激光器和放大器的不足,推动光纤全波段通信的发展和应用,还能促进超宽带荧光光源、超宽带光谱测量、大容量光纤传感、光电信息处理等领域的进一步发展。本文针对掺铋光纤的制备及其宽带放大性能开展了一系列研究,主要工作内容包括:（1）基于MCVD反向沉积工艺,采用薄壁管、液相掺杂、气相补偿等手段优化工艺,制备出纤芯中P2O5含量达28 wt%,Bi2O3含量为0.26 wt%的磷硅酸盐基质掺铋光纤,并在532 nm、808 nm、976 nm泵浦光激发下实现了1000～1600 nm波段的超宽带荧光。采用808 nm激光器泵浦功掺铋磷硅酸盐光纤,在1442 nm处可实现9.72 d B的最大增益。使用自制的1348 nm拉曼随机光纤激光器泵浦2 m长的磷硅基掺铋光纤,得到的荧光谱峰值波长为1440 nm,最高输出功率为4.44 W,泵浦转换效率为11.66%。与石英基掺铋光纤相比,掺铋磷硅酸盐光纤具有更优异的光谱性能、更高的输出功率和泵浦效率,有利于在1400～1600 nm波长范围内的进一步应用。（2）基于钠硼硅玻璃分相技术制备纳米多孔石英玻璃,再结合溶液掺杂技术制备了铒铋共掺石英玻璃,最佳掺杂浓度为Er0.1 Bi0.3 Al2.0 mol/L。当采用功率为5 W的793 nm激光器泵浦时,对应的荧光半高宽为63 nm。通过管棒法将铒铋共掺石英玻璃棒拉制成铒铋共掺石英玻璃光纤。在泵浦饱和功率为600 m W的976 nm半导体激光器作用下,光纤于1536 nm波长处实现20.97 d B/m的完全反转增益系数。