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在无线通信系统中,正交频分复用（OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplexing）技术被广泛地用来克服由多径传播引起的码间干扰和提高频谱利用率。近年来,OFDM技术在光通信领域引起了广泛的兴趣。借助于快速傅立叶变换电子芯片和成熟的数字信号处理技术,光OFDM系统显示出强大的色度色散容限和偏振模色散容限。为了进一步摆脱系统对于电子芯片处理速度的依赖,全光OFDM技术成为研究热点,并有望消除系统的电子瓶颈。全光OFDM技术的关键器件是全光OFDM复用器和解复用器。论文首先利用数学模型分析了OFDM的基本原理。在此模型的基础上,论文研究了两种全光OFDM复用器:基于SiO2平面光波导的全光OFDM复用器和采用铌酸锂波导的全光OFDM复用器。第一种复用器利用平面光波导耦合器、热光移相器及波导延时线来分别实现移相和延时,从而实现全光离散傅立叶反变换。由论文提出的第二种复用器利用锯齿波电压驱动铌酸锂相位调制器阵列来实现光谱的搬移。论文给出了这两种全光OFDM复用器的设计思路、实现方法、仿真结果以及性能评价。制作了一组2×20Gb/s和一组2×10Gb/s的基于SiO2平面光波导的全光OFDM复用器,并测试了一个2×10Gb/s的复用器的光学特性参数:损耗为4.92dB,消光比达13dB,并观察到了热光移相效应。其次,基于以上两种复用器,论文设计了两种全光OFDM系统,并通过数值方法仿真了传输特性。在一个基于SiO2平面光波导的4×40Gb/s全光OFDM系统中,信号经过400千米G.655光纤传输之后被成功地恢复出来。在一个采用铌酸锂波导全光OFDM复用器的16×10Gb/s系统中,当误码率为1×10-9时,系统的色散容限大于3000 ps/nm,偏振模色散容限为42ps。仿真结果表明了全光OFDM技术的可行性和优越性。论文对这两种全光OFDM系统的传输性能和可行性进行了对比。最后,论文研究了OFDM系统中的峰均比理论及其抑制方法。论文提出了一种新颖的基于相位预加重的全光峰均比抑制方法。数值仿真表明,对于使用强度调制的OFDM系统,该方法非常有效:当子载波数为16时,峰均比降低3.74dB;当子载波数为512时,峰均比降低14.88dB。论文给出了基于相位预加重的峰均比抑制方法在基于SiO2平面光波导的全光OFDM系统和利用时间透镜的全光OFDM系统中的实现方式。相位预加重实施方式简单,基本不会增加器件复杂度或者系统复杂度。