调制在通信系统中有十分重要的作用。差分相移键控(DPSK)是一种相位调制技术,它利用前后码元载波相位的差值来传送数字信息。在高速大容量通信网络里,光DPSK调制是最具潜力的一种格式。原因在于它具有接收灵敏度高的特性且其对各种信号损伤具有天然抵御力,同时它克服了绝对相移键控(PSK)信号在相干解调时出现的反相工作状态。现今,光的相位调制技术大多是基于马赫-曾德尔(Mach-Zehnder,MZ)干涉仪型铌酸锂调制器的。其特点是电对光进行调制。然而电子器件限制高比特率传输的瓶颈问题把传输速率限制在40Gbit/s下。本文提出了一种基于SOA-MZI的光DPSK调制系统方案。该方案的新颖之处在于实现了光对光的调制,从而摆脱了电子瓶颈的束缚。其原理是利用半导体光放大器(semiconductor optical amplifier,SOA)作为调制器,在输入光信号的驱动下,控制光纤MZ干涉仪两个臂的输出,最后得到DPSK调制信号。以SOA作为调制器主要是基于其非线性效应中的交叉增益调制(XGM)效应。理论分析验证了该方案的正确性。然而,光纤MZ干涉仪的不稳定性将是约束该方案实现的主要因素。因此,本文还对光纤MZ干涉仪的不稳定问题进行研究,提出了一种相位补偿电路。该电路的原理是利用改进型光纤MZ干涉仪的三个输出光信号的相位依次相差120°的信息,对其中两路信号进行处理,从而达到控制第三路信号输出的目的。本文通过软件仿真及实际搭接电路验证了该电路的正确性和可行性。在此基础上,完成了补偿电路的PCB设计、焊接和调试并搭建了实验系统。当输入波长为1553.3nm,功率为1.001mW的光信号时,通过实验测得,加入补偿电路前,随着外界环境的变化,光纤MZ干涉仪输出信号的波动比较大,最大波动幅度甚至超过40mV;加入补偿电路后,信号变得很平稳,最大波动幅度在5mV左右。因此,该电路可以对光纤MZ干涉仪的的相位进行补偿。稳定性问题的解决将极大地促进其在实际中的应用。同时,本文对所用光电二极管(PIN)的响应度进行了测试实验。通过计算证明了PIN的响应度大于1的情况是符合事实的,前提是量子转换效率小于1。