随着5G时代的到来,光通讯网络数据传输容量急剧增长,为实现地球村良好的互联体验,对光纤通信的通信容量和带宽提出了更高的要求。已报道的铋/铒共掺光纤(BEDF)发光可以覆盖O-L波段,弥补了掺铒光纤(EDF)工作带宽窄(仅C和L波段)的缺点,有望在未来超宽带光纤放大器中占据重要地位。但目前为止,BEDF尚未被商业化使用,铋的近红外发光机理仍有争议。因此本论文系统地研究了 BEDF的发光特性,并分析了其发光机理,具体工作包括:1.归纳和总结了掺铋的发光材料,包括掺铋晶体、玻璃、光纤及BEDF的发展进程和研究现状,明确掺铋光纤和BEDF所面临的挑战。2.分析了材料的发光过程以及可能存在的能量转换类型。介绍了EDF和几种掺铋光纤近红外发光机制,并做进一步的归纳。重点讨论了光纤在工作中可能出现的两种光效应及其机理。3.研究了温度对BEDF发光特性的影响,重点考察BEDF在830 nm泵浦下连续温度变化对其发光特性的影响。并比对在830 nm和980 nm两种泵浦下极速温度变化对BEDF发光特性的影响,包括高温淬火和液氮冷却以及两者共同作用。通过高温淬火,铋的近红外发光能被提高,并伴随中心波长在～950 nm和1230 nm的新荧光中心的产生。当淬火后的光纤浸入液氮中冷却时,900-1500 nm波段的发光得到进一步增强。最后,比对BEDF和EDF中在相同条件下Er3+发光特性。根据这些实验现象,推测铋的近红外发光可能与Bi+有关。4.研究了泵浦光辐射对BEDF发光的影响。在830 nm泵浦光源辐照下研究了 BEDF中硅相关铋活性中心(BAC-Si)的光漂白效应以及在不同环境中的恢复过程。结果表明在室温下BAC-Si的光漂白是部分可逆过程,而液氮冷却能增强漂白后的BAC-Si的发光。推测BAC-Si的光漂白与其中Bi离子价态的变化有关。最后,研究在980 nm泵浦光源辐照下,BEDF、铒/镱共掺光纤(EYDF)、EDF中Er3+的光漂白效应。