全光波长转换技术在波分复用网络中有着非常重要的作用, 尤其是基于SOA(半导体光放大器)的全光波长转换技术, 已有较为成熟的理论研究, 但其性能上仍存在很多不足。文章对基于SOA的全光波长转换技术的原理和性能特点进行了分析和比较。由最基础的不同类型的基于SOA的全光波长转换技术扩展到改进的技术方案, 对不同结构和类型的全光波长转换技术进行了特性分析和比较, 并对它们的应用前景和发展方向进行了展望。结果表明, 通过改变SOA的增益特性或者改变系统结构, 均能在不同方面改善全光波长转换技术的性能参数。

基于微环谐振腔FWM(四波混频)效应产生的OFC(光频梳)可实现多波长光源和光孤子传输、存储等, 能很好地满足光通信网络的要求。对基于微环谐振腔的OFC已有大量的实验报道, 但是理论研究却有些不足。文章介绍了目前两种微环谐振腔OFC的理论分析方法, 即NCME(非线性耦合模方程)和非线性LLE (Lugiato-Lefever方程), 对这两种方法的优缺点进行了比较分析。结果表明, LLE由于其计算速度快, 更适合用于基于微环谐振腔的超宽带OFC的理论研究。

当前以电子作为信息载体的微电子技术遭遇到发展瓶颈。光传输具有带宽大、速率高的特点, 将光子载体与电子载体相结合是未来信息传输发展的必然趋势。波导与光纤的高效耦合是实现光电子集成的关键。文章介绍了国内外几种典型耦合器的最新进展, 包括楔形耦合器、GRIN(渐变折射率)透镜耦合器和垂直光栅耦合器, 并对它们的性能指标、优缺点进行了比较分析, 对进一步提高耦合效率的可行性进行了展望。结果表明, 垂直光栅耦合器具有耦合效率高、带宽大、工艺成熟、工艺容差大和耦合步骤简单的优势, 在光通信与集成光电子学领域有着广阔的应用前景。

随着人们对通信容量的需求日益增大，基于微环谐振腔产生的光频梳，可以很好地满足通信系统的光源要求。光频梳具有光谱范围广、相干性高、集成化等特点，由于光频梳是基于四波混频效应产生的，因此对微环谐振腔的色散曲线要求比较严格。总结了目前几种控制微环谐振腔色散特性的最新研究，包括改变微环的宽度等，利用slot 结构和微环结构相结合，采用光子晶体结构等方法，对这些结构的优缺点及性能作了比较分析。同时还对进一步优化微谐振腔的色散曲线提出了展望，利用微环和光子晶体结构的组合方法，有可能实现较小光谱范围内色散曲线的优化，提高四波混频的效率。

将液晶作为平板光波导的上包层, 构建了液晶光学相控阵器件.根据Frank-Oseen液晶连续体弹性形变理论与光栅衍射理论, 研究分析了基于这种新型结构下液晶光学相控阵的传输特性, 输出衍射特性和其它性能特性.研究结果表明, 器件的传输电控相位延迟可以实现更大的光程差；阵列电极周期数目、电极宽度、电极间隔宽度等结构参量对器件的输出衍射光束的光强分布和半峰值全宽度影响很大, 同时光束扫描的可行性得到论证；器件的响应时间提高了一个数量级, 且其色散性能获得改善.为以后研制新型液晶光学相控阵提供了理论基础与技术设计依据.

光交换系统是波长路由、中心数据传输中的核心部分，目前光网络的发展方向是实现高速、多端口数和大容量光交换。采用AWG(阵列波导光栅)的波长路由技术结合高速波长可调激光器，是实现大规模光交换系统中纳秒级开关时间的最有效的技术方案。文章分别从AWGR(阵列波导光栅路由器)的周期性、串联、并联以及串并联等4个方面，对不同的架构方案进行了阐述。

基于少模光纤的模分复用系统能继续提高光纤通信系统的传输容量，目前已成为全球的研究热点。在介绍了少模光纤设计后，文章对3种模式选择性激励技术(偏移注入、长周期光纤光栅和空间光调制)的激励机制、特点及实现进行了研究，并重点介绍了基于空间光调制的模式选择性激励技术。

文章提出一种基于全光波长转换(AOWC)的新型波分/时分混合复用无源光网络(HPON)架构，使用掺铒光纤放大器(EDFA)来扩展突发模式全光波长转换模块(BM-AOWCM)的输入动态范围，以满足系统上行2.5 Gbit/s突发信号波长转换应用的要求。分析了动态范围扩展的原理，并通过仿真进行验证。搭建了测试系统，实验结果表明，在误码率为10-9时，动态范围可以由5.5 dB扩展到29.8 dB。

A distributed access scheme using optical add/drop multiplexers (OADMs) for long reach hybrid wavelength division multiplexing and time division multiplexing passive optical networks (WDM-TDM PONs) is proposed and demonstrated. Colorless operations are implemented by using commercially available reflective semiconductor optical amplifiers (RSOAs) at both the center office (CO) and the customer side. Four 1.25-Gb/s channels are successfully transmitted over 80-km single-mode fiber with four OADMs. The dynamic input power range of the RSOA is also investigated. Compared with traditional access schemes, the proposed scheme could cover the area along the feed fiber with no blind zone. The experimental results show that it could be an ideal solution for the next generation access networks.