由于光通信系统的发展,基于半导体光放大器(SOA)的非线性效应的全光信息处理(如3R再生,光功率均衡等)有着广泛的应用前景。但受限于载流子恢复时间,SOA的增益和相位恢复时间都很长,在现在越来越追求高速的光信息传输系统中,体现出处理速度的问题。出于减小载流子恢复时间的考虑,一种基于量子点结构的新型半导体光放大器(QD-SOA)便应运而生。本文在建立QD-SOA数值模型的基础上,分别提出了基于QD-SOA-MZI结构和四波混频非线性效应的光信息处理方面的应用。具体工作内容如下:(1)建立了QD-SOA数学模型,并分别采用分段模型、牛顿法和4阶龙格-库塔法来处理仿真模型。通过调节输入光和载流子浓度变化来研究QD-SOA的增益饱和特性与输入光功率、载流子浓度的关系。(2)推导出QD-SOA-MZI输出光功率与输入光功率的关系,通过合理设置工作点如初始相位值等,实现了基于QD-SOA-MZI的光硬限幅器和光功率均衡器,分析不同注入电流,载流子跃迁时间和脉冲宽度对其输出性能的影响。实现了基于QD-SOA-MZI的NRZ码到RZ码的码型转换器,并对其输入时钟信号的脉冲宽度和功率对输出信号的影响进行了研究。(3)通过合理的假设,简化了原始的QD-SOA四波混频数值模型。在数值仿真时,研究了输入探测光、泵浦光功率和频率失谐量对四波混频转换效率的影响。以泵浦光为采样信号,探测光为被采样信号实现了基于QD-SOA四波混频的光采样,研究了泵浦光功率、探测光功率和频率失谐量对采样信号的影响。