为了简化多波长光分组交换系统的发送端结构，提出了一种基于马赫-曾德尔延时干涉仪（MZDI）器件实现多波长双二进制载波抑制归零码（DCS-RZ）格式的光分组产生方法。该方法采用单个MZDI器件将波分复用(WDM)差分相移键控(DPSK)净荷信号转换成WDM DCS-RZ净荷信号，同时完成WDM 非归零码(NRZ)标签与净荷信号的耦合，得到WDM DCS-RZ光分组信号。通过4×40 Gb/s DCS-RZ光分组信号产生、传输和分离仿真实验，验证了方法的可行性。仿真结果表明：240 km 光纤传输后，净荷在经过法布里-珀罗(F-P)滤波器分离后接收灵敏度仅下降1.8 dB。

基于电吸收调制器,对比分析了无延时干涉仪装置和有延时干涉仪装置条件下波长变换的情形.10 Gb/s归零码光信号波长变换的实验证明，延时干涉仪装置可有效消除变换后光信号的脉冲拖尾，并极大地改善信号的消光比指标.分析了电吸收调制器偏置电压、数据信号功率、变换波长等工作参数对波长变换性能的影响，发现无论有无延时干涉仪装置，均需合理设置偏置电压来优化波长变换信号的接收灵敏度；在-3.0 V偏置电压条件下，有延时干涉仪装置时，灵敏度增益达2.0 dB.

研究了基于双臂马赫曾德尔调制器（MZM）产生全光正交频分复用信号的原理，讨论了正交光子载波的产生由MZM的射频驱动和直流偏置电压决定的特性；并对基于载波抖动对系统的损伤定义了一个新的参数载波均衡，以准确地描述产生全光正交频分复用载波的传输性能。根据选择的载波均衡参数，得到了产生2,3,4和5条正交光载波的最佳工作点；在接收端采用改进的马赫曾德尔延时干涉仪和光门实现全光离散傅里叶变换，并测得了光门的相位取值和接收端滤波器带宽对接收信号误码性能的影响；最后研究了基于5条正交光边带100 Gb/s全光正交频分复用的传输系统性能。

提出了一种新型的、低成本的多速率归零(RZ)码全光帧时钟提取方案。采用低精细度的法布里珀罗滤波器(F-P)直接提取不同速率的帧时钟,保证帧时钟的快速建立和快速消失。利用不同的偏振延时干涉仪(PDI)和低自由光谱区(FSR)的法布里珀罗滤波器构成组合滤波器以实现多速率帧时钟提取。利用半导体光放大器(SOA)的自增益调制效应(SGM)对组合滤波器提取的帧时钟进行整形,降低帧时钟的幅度噪声和时间抖动。实验中,利用光开关切换不同的偏振延时干涉仪构成不同自由光谱区的组合滤波器实现了10 GHz、20 GHz和40 GHz的帧时钟提取,得到了高质量、低时间抖动的多速率帧时钟信号。

基于级联半导体光放大器(SOA)实现全光逻辑与门的方案中,第一级输出信号质量直接影响逻辑与运算结果。采用载流子恢复较慢的体材料半导体光放大器用于第一级转换,在10 Gbit/s以上得不到理想的转换结果,限制了该方案实现逻辑与门的速率。利用光纤延时干涉仪(DI)和第一级半导体光放大器级联可以改善第一级输出信号质量,从而有效提高第二级全光逻辑与门的实现速率。阐述了改进方案中延时干涉仪的作用,并进行了数值模拟。根据实验结果,采用载流子恢复较慢的半导体光放大器级联延时干涉仪能够实现高速归零(RZ)信号和非归零(NRZ)信号的反码,从而得到较高速率的全光逻辑与门。实验实现了20 Gbit/s的伪随机归零和非归零信号的全光逻辑与门,对40 Gbit/s的结果进行了分析和讨论。