自从2001年日本的Fujimoto在铋掺杂的铝硅酸盐玻璃中发现了铋离子的红外宽带发光以来，铋掺杂玻璃超宽带红外发光已经成为当前研究的热点课题。由于其红外发光区域位于光纤通信波段，而且相对于已经应用在光通信系统上的铒掺杂光纤放大器（Erbium-doped optical fiber amplifier，EDFA），不管是带宽、荧光寿命还是可调谐性，都比EDFA优越得多，所以铋掺杂光纤放大具有很好的应用前景，一旦铋掺杂超宽带光纤放大器成为现实，将给光通信系统带来一场新的革命。本文选取硅酸盐玻璃作为基质材料，考察掺杂铋离子玻璃的红外宽带发光特性。通过对不同玻璃成分的研究，我们实现了超宽带、长寿命的荧光发射，荧光具有大的受激发射截面。同时我们探讨了荧光产生的机制，本实验工作和理论探索将对今后该领域的研究工作提供一定的参考价值。本文首先在前言中介绍了红外宽带发光材料研究的目的与意义，然后介绍了目前几种常用的稀土离子掺杂的光纤放大器，指出了它们的局限。然后介绍了过渡金属离子红外发光的特点以及局限性，并引入这种最近引起人们极大关注的掺铋的发光材料。文章第二章是文献综述，详细介绍了光纤通信的发展史、光纤放大器的基本结构及分类，以及几种稀土离子和过渡金属离子的能级结构、荧光特性和研究进展。具体讨论了目前所报道的几种价态铋离子的荧光特性。论文的第三章，我们简单介绍了实验过程和理论基础，实验过程包括：实验所用原料，样品制备，性能测试；实验理论基础包括：吸收截面的计算，受激发射截面的计算以及光学碱度理论。论文的第四章重点研究了镍铋共掺的钡铝硅酸盐玻璃，时间、温度对铋掺杂钡铝硅酸盐玻璃的影响，铋掺杂锂铝硅酸盐玻璃，MO·Al₂O₃·SiO₂·Bi₂O₃(M²⁺=Mg²⁺，Ca²⁺，Sr²⁺，Ba²⁺和Pb²⁺)玻璃的研制和荧光特性。研究发现，调整镍铋共掺的钡铝硅酸盐玻璃中氧化镍的含量，吸收和荧光光谱都呈现出有规律的变化，荧光中心波长落在1330nm处，荧光半高宽高达180nm，随着氧化镍含量的增加，铋离子发出的红外光迅速减弱，因此氧化镍是对铋掺杂光纤放大极其不利的，要避免其混入铋掺杂玻璃中。尽管铋离子的红外发光归属尚存在争议，但是根据能量的匹配原理，我们倾向于一价铋离子发光的机理假设。对于其他系统，同样实现了红外的宽带发光。计算了掺铋锂铝硅酸盐玻璃，MO·Al₂O₃·SiO₂·Bi₂O₃(M²⁺=Mg²⁺，Ca²⁺，Sr²⁺，Ba²⁺和Pb²⁺)玻璃的受激发射截面，并和掺钛蓝宝石相比较，表明这种材料有望用于光纤放大器和可调谐激光器。第五章是本论文的结论部分，概括了本论文的主要研究结果以及致谢。第六章指出了实验中存在的问题和今后的研究方向。