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。

全光再放大、再定时、再整形(3R)技术是未来全光通信网络的发展方向，全光时钟提取是全光3R技术的关键技术之一。随着新型相位调制格式信号的广泛应用，对新型相位调制格式信号的全光时钟提取研究引起了越来越多的关注。基于此，提出了一种基于可调谐解调器的速率可变差分相移键控非归零码(NRZ-DPSK)信号的时钟提取方法。采用自由空间光的斐索干涉仪构成可调谐解调器，将NRZ-DPSK信号转换为含有时钟分量的归零码(RZ)强度信号，调谐范围可覆盖2.5~40 Gb/s。将解调出的RZ信号注入到光纤环形激光器实现了5 Gb/s的长度为27-1的伪随机码NRZ-DPSK信号的全光时钟提取，其消光比高于10 dB。

为了解决全光码型转换中结构复杂和速率限制的问题，提出了应用于全光网络，利用半导体光放大器的非线性效应和光带通滤波器滤出特定光谱成分来实现全归零码到非归零码的全光转换方案.基于超快半导体光放大器模型, 进行了40 Gbps归零码到非归零码全光转换的仿真与实验验证.实验结果表明：40 Gbps归零码到非归零码全光转换的功率损耗约为2 dB,与仿真结果高度吻合，验证了该方案的可行性与有效性.

互联网业务的迅猛增长，促使光网络向大容量高性能方向发展，波分复用（WDM）与时分复用（OTDM）相结合，将是未来超高速大容量光子网络的发展方向。全光非归零（NRZ）到归零（RZ）码型转换技术，是构建这种WDM/OTDM混合网络的核心接口技术之一，它能将分别采用WDM与OTDM技术的不同网络部分有机结合，实现不同调制格式的数据在网络的不同区域之间自由传输。综述了全光NRZ到RZ码型转换技术的最新研究进展，详细分析了每种方案的工作原理，性能特征及关键技术，对比了其优缺点，指出了目前存在的问题，最后对其发展前景进行了展望。

为了研究3阶色散对相位整形不归零(phase-shaped nonreturn-to-zero，PSNRZ)码传输性能的影响，通过仿真对带有初始啁啾的高斯脉冲受3阶色散影响的情况进行了研究。研究发现，初始啁啾的存在会严重加剧3阶色散对波形演化的影响。而通过对PSNRZ码传输性能的仿真进一步发现，与3阶色散补偿后相比，未补偿时的传输距离受到很大限制，当链路残余色散低于20ps/nm时，最大传输距离减小超过500km。结果表明，当采用PSNRZ码通信时，必须对3阶色散进行补偿。

在分析相位整形不归零(PSNRZ)码基本原理的基础上，提出了一种利用马赫-曾德(MZ)调制器对信号相位进行预调制的方法，该方法能够方便有效地控制信号初始啁啾的形式和大小。文章指出调制深度可以更加直观地反映PSNRZ码的啁啾大小，并推导了调制深度与啁啾系数及链路残余色散之间的关系。最后，在40 Gbit/s通信系统中对PSNRZ码的性能进行了仿真分析，结果表明：PSNRZ码可将系统的色散容限提高到180 ps/nm，极大地降低了色散对通信系统的影响。

在基于宽带CFBG色散补偿的G.652光纤中, 40Gbps NRZ码无电中继传输500km, 在误码率BER=10-10下的功率代价约为2.2dB, 积累1h的误码率为7.3×10-12。传输系统中采用的CFBG的3dB带宽约为1.2nm, 中心波长处时延纹波小于25ps, 反射谱纹波小于2dB, 差分群时延小于1ps。传输时采用低成本的温控法取代昂贵的电路评估版稳定LiNbO3调制器的直流偏置点, 实验效果显著。

数值模拟了一种利用高非线性光纤(HNLF)中的交叉相位调制(XPM)效应实现归零(RZ)码到非归零(NRZ)码的转换方案，讨论了RZ信号的占空比对转换后NRZ码性能的影响。转换后NRZ码的性能受输入RZ信号占空比的影响，当RZ信号占空比在30%~50%范围内可实现较好地转换。同时，实验实现了码率为10 Gb/s、占空比为33%的 RZ码到NRZ码的转换，对比了连续探测光的原始谱和展宽谱，给出了转换前后信号的典型眼图和误码率(BER)特性。结果显示，在误码率为10-9时，由RZ码转换到NRZ码引入的功率代价不到1 dB。进一步的实验验证了这种方案在大于160 Gb/s或更高码率下的可行性。

A new technique to generate 40-GHz carrier-suppressed return-to-zero (CSRZ) optical pulse trains using only a 10-GHz dual-parallel Mach-Zehnder modulator (MZM) is presented and experimentally demonstrated. The spectrum of the generated CSRZ pulses is calculated by simulation and compared with conventional MZM-based RZ and CSRZ pulse trains. The experimental results demonstrate that CSRZ pulse trains are obtained, and that the carrier and the unwanted 20-GHz low-frequency component are suppressed by 25 dB. The technique can also be extended to 160-GHz CSRZ pulse generation when 40-GHz devices are employed.