伴随着数字化时代的到来，爆炸性增长的数据通信业务对现有光纤通信系统提出了严峻的挑战。作为增加通信容量的途径之一，S波段光纤有源器件的研制越来越引起人们的注意。由于其特殊的包层折射率凹陷结构，W型掺铒光纤具有长波长基模截止特性，能够有效地抑制C波段增益，是实现S波段有源器件的一种有效手段。在国家自然科学基金项目“Er/Yb共掺W型光纤及S波段光子器件的研究”(项目编号：60677014)支持下，本论文主要在以下三个方面开展了研究：　　 1从麦克斯韦方程组出发推导了W型光纤中的电场分布，计算得到了W型光纤的各个特性参数。　　 利用试探法求解了W型光纤中导模传播常数，进而研究了光纤中的模场分布情况。研究了光纤几何参数和折射率分布对导模有效折射率、截止波长和模场半径的影响。　　 W型光纤截止波长和模场半径对纤芯参数的变化极为敏感，预制棒制成后可以通过在拉丝过程中控制纤芯的几何尺寸来调整截止波长的位置。　　 2模拟了弯曲的W型光纤中电场分布和传播常数的变化，并对光纤的弯曲损耗特性进行了研究。　　 基于微扰理论模拟了弯曲对W型光纤电场分布的影响。光纤弯曲使得电场向包层扩散。传输波长越长、弯曲半径越小，电场扩散越剧烈。　　 采用天线模式理论模拟了弯曲光纤中损耗系数对波长和弯曲半径的依赖关系。W型光纤中长波弯曲损耗对弯曲半径的变化非常敏感，随着波长增加和半径减小呈指数关系增大。这种性质可以用来修正光纤工艺误差引起的截止波长的误差。　　 3对基于W型掺铒光纤的S波段光纤激光器进行了理论模拟和实验研究　　 考虑铒离子结对效应，在功率传输方程中加入弯曲损耗的影响，模拟了增益光纤弯曲对激光器输出功率特性的影响。随着光纤弯曲半径的减小，C波段的增益被抑制，S波段出现激光激射。　　 利用9.4m长W型掺铒光纤构建了可调谐S波段光纤激光器。采用后向泵浦结构，光纤法布里珀罗滤波器作为调谐元件。实验中通过挤压光纤环的形状来提高S波段增益。泵浦功率113mW时，得到了38nm的调谐范围。在1499.02nm处获得最高输出功率7.11dBm，斜率效率6.11％，输出功率起伏小于0.04dB，波长起伏小于0.02nm。