掺铒光纤超荧光光源(SFS)由于其优异的特性已经广泛应用于密集波分复用系统、光纤传感系统和光纤陀螺中。特别地,掺铒SFS是高精度光纤陀螺的首选光源之一。过去十几年中,人们研究了基于C波段(1525-1565nm)放大自发辐射的掺铒SFS,通过结构的合理设计与参数优化,获得了稳定的平均波长输出特性。然而,C波段的SFS由于自然荧光谱的尖峰结构导致超荧光线宽过窄,必须通过设计线宽扩展方案来获得较大线宽的超荧光。L波段(1565-1605nm)的掺铒SFS具有更平坦的输出光谱,L波段的自然荧光谱在40nm范围具有内在的平坦性,光谱纹波一般不会超过1dB,因此其相应线宽也较C波段宽,较大的光源线宽可以减少光纤陀螺系统相干噪声、光纤瑞利散射引起的位相噪声以及光克而效应引起的位相漂移,因此L波段SFS更适合作为高精度光纤陀螺的理想光源。据文献调研,迄今为止的研究都没有报道具有平均波长稳定特性的L波段SFS。本文正是以平均波长稳定的L波段SFS为研究目标,拟通过设计新型光源结构,使L波段SFS中心波长具有高的稳定性,与此同时还将考虑将L波段SFS线宽的拓展特性。当然,光纤通信业务的飞速发展对带宽的要求使得本论文研究的高效率线宽拓展的L波段SFS在密集波分复用系统中也将得到很好的应用。本文的工作主要包括以下三个部分:首先,以传统的两级级联前向抽运结构为研究目标,通过光源结构的优化设计,使得L波段SFS输出功率得到有效的提高以及线宽得到有效的拓展。提出一种同步抽运技术,克服两级独立抽运引起的平均波长的飘动。在此基础上,发展了基于一段非抽运光纤的单前向抽运结构的稳定L波段SFS。其次,对具有高抽运转换效率的单级双向抽运结构进行研究,采用同步抽运技术获得平均波长随总抽运功率飘动稳定的L波段SFS。针对单级双向抽运的L波段SFS在线宽上的可调性较差的不足,提出了基于一段非抽运光纤的改进型双向同步抽运结构的L波段SFS。第三,创新性地提出一种采用后向抽运的两级级联的掺铒光纤L波段SFS的新型结构,运用同步抽运技术对两级掺铒光纤按比例进行同时后向抽运,从而实现高效率且平均波长稳定的L波段SFS输出。在此基础上,发展了基于一段非抽运光纤的单后向抽运结构,我们讨论了非抽运光纤对光源输出特性的影响,通过分析和研究,获得了单抽运结构的新型L波段稳定SFS。本论文以福建省新世纪人才项目和福建省自然科学基金等项目为研究背景,论文的研究成果为顺利完成这些项目起到了重要作用。本文创新点和特色:1.在国际上首次提出并实现利用掺铒光纤中放大自发辐射获得具有平均波长稳定特性的L波段超荧光光源,L波段的SFS具有光谱平坦度好、光谱输出线宽大、输出功率高等优点,是应用于高精度光纤陀螺的理想光源。2.创新性地提出一种采用后向抽运的两级级联的掺铒光纤L波段SFS的新型结构,运用同步抽运技术对两级掺铒光纤按比例进行同时后向抽运,从而实现高效率且平均波长稳定的L波段SFS输出。3.基于非抽运光纤的改进型单抽运结构(单前向和单后向)实现高稳定的L波段SFS,克服了同步抽运结构带来的结构复杂以及较为严格的结构参数要求,从而使得L波段SFS应用于高精度光纤陀螺向实用化发展迈进。