对基于半导体光放大器交叉增益调制效应的全光波长转换后的信号啁啾特性进行了分析。通过数值模拟方法研究了归零码和非归零码经过波长变换后的啁啾及波形变化特征,并研究了两种码型信号的啁啾与光功率、信号速率、波长、信号光消光比、码元波形参数、半导体光放大器偏置电流的关系。结果表明,当码元数量较少时,归零码与非归零码相比,信号会有更大的啁啾;上升沿(下降沿)占比小于10%信号周期时,转换光波形均会出现明显的过冲(下冲)现象,过冲(下冲)导致了转换光的啁啾峰值大于啁啾谷值;增加偏置电流会缓减过冲现象,同时会增加交叉增益效应,偏置电流在不同阶段对啁啾的影响效果是不同的;增大数据传输速率会使载流子浓度的变化加快,导致啁啾峰值(谷值)增加。光注入下增益峰值红移会使转换光啁啾对参考光波长和信号波长具有敏感性;消光比的变化也会改变半导体光放大器中的载流子浓度,进而影响转换光啁啾;增大参考光功率或者降低信号光功率能够导致啁啾降低。研究结果对基于半导体光放大器交叉增益调制效应的全光波长转换系统的实用化具有重要的意义。

基于信号频谱变换的原理，利用微环谐振器的梳状谱传输特性，辅助以窄带滤波器，将全光归零(RZ)码信号的频谱包络转变为较理想的非归零(NRZ)码信号的频谱包络，从而实现RZ 码到NRZ 码的码型转换。详细研究了转换后的NRZ 信号眼图质量与设备因素，如窄带滤波器的选择、微环谐振器的耦合条件以及输入信号RZ 码占空比的关系。结果表明窄带滤波器为2 阶巴特沃斯滤波器时，微环谐振器的耦合条件以及RZ 码占空比对码型转换效果的影响较小。另外，通过调整微环谐振器的尺寸，设计的码型转换器能与不同速率的系统相兼容，能更好地适应未来光网络的发展。

全光时钟提取结构应对输入信号的恶化程度有一定的容忍度。在一种半导体光放大器(SOA)+啁啾光纤布拉格光栅(CFBG)+受激布里渊散射(SBS)的方式实现非归零(NRZ)码信号的全光时钟提取结构中,半导体光放大器和啁啾光纤布拉格光栅共同作用实现了非归零码信号的时钟分量增强,基于受激布里渊散射的全光时钟提取结构提取出非归零码的光时钟信号。实验通过对不同恶化程度的非归零码信号的时钟提取比较发现,恶化信号的信噪比是影响光时钟提取的关键。输入非归零码信号的信噪比越差,光时钟信号光谱的噪声水平越高,提取出的光时钟信号的幅度越低。当时钟增强非归零码信号的时钟数据抑制比低于-10 dB时,无法实现非归零码信号的时钟提取。