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全光3R再生,即信号再整形,再放大和再定时(3R,Reshaping, re-amplificationand retiming),被认为是未来高速全光网络的一项重要技术。其中,幅度整形可实现信号消光比(ER, Extinction ratio)的提升和噪声的抑制。本文按照从理论分析,到仿真模拟,再到实验验证的流程,对利用高非线性光纤中的FWM效应来实现全光信号幅度整形的方案进行了深入的研究,主要内容如下:1.通过对光纤中简并四波混频(Degenerate Four-wave mixing,DFWM)耦合波方程进行数值求解和分析,阐释了实现光纤中DFWM实现全光信号幅度整形的机理。研究表明,泵浦光与闲频光之间的能量交换关系是光纤长度的周期函数,变化周期随泵浦光功率的增大而减小。在此基础上,优化设计了一个全光信号幅度整形系统,并进行了系统仿真和实验验证。2.提出了一种新的基于简并四波混频的双波长信道全光幅度整形方案,在该方案中,连续辅助光的偏振方向与两路正交偏振的高功率数据光呈45o夹角,从而来抑制非简并四波混频对全光幅度整形的影响。仿真表明,通过优化高非线性光纤的双折射值,非简并四波混频串扰可以得到较好的抑制,表明了双波长幅度整形的可行性。3.设计了一种同时利用偏振复用,双向对传和时隙交织来实现八波长信道全光信号幅度整形的方案。仿真研究表明,该方案考虑偏振复用后,时隙交织原理中一个比特周期内,信道间的时延值为信号脉冲宽度的2~3倍可使串扰得到较好的抑制。最终结果表明,采用这种方案后,能够实现平均提升信号Q值17.5,ER值13.2dB。