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光延时线不仅是光通信中的关键组成和研究热点之一,而且在光学相干断层扫描系统和微波光子学领域也具有重要应用。本论文研究了几种基于非线性光纤光学的可调光延时线,即基于受激布里渊散射(SBS)慢光的可调光延时线、基于自相位调制(SPM)波长转换和色散的可调光延时线以及基于四波混频(FWM)波长转换和色散的可调光延时线,具体内容如下:1.研究了光纤中SBS的慢光效应。通过数值模拟分析了泵浦光与信号光在SBS过程中的演变,以及泵浦功率、光纤长度及输入信号宽度对延时效果的影响;实验研究了不同光纤的SBS阈值,实验结果与理论非常一致;基于SBS慢光效应,利用20km长标准单模光纤(SSMF)获得4.36ns的最大延时,并利用420m、840m和960m长高非线性光纤(HNLF)分别获得2.4ns、4.3ns和5.7ns的最大延时。2.对基于SPM的波长转换和色散相结合的可调光延时线进行了数值实验,分析了10Gbps和40Gbps两种数据率下增益和输入信号宽度对系统信噪比的影响;通过数值实验研究了两种数据率下的可调光延时线:在10Gbps数据率下得到最大延时量653ps,最大相对延时比约为6.5;在40Gbps数据率下得到最大延时3.92ns,最大相对延时比约为313。3.理论分析了光纤中的FWM效应,通过数值模拟分别分析了频率失谐量与波长差对波长转换效率的影响以及光纤长度和泵浦功率对闲频光功率的影响;实验研究了基于色散平坦型高非线性光纤(DF-HNLF)中FWM的波长转换,获得了18nm的转换带宽;最后分别在4km长标准单模光纤(SSMF)和3.88km色散补偿光纤(DCF)分别获得200ps~1100ps和1ns~6.4ns的可调延时。