1、全光信號處理技術是直接在光域對信號進行處理，擺脫了“電子瓶頸”的限制，是未來光纖通信網絡的演進方向。其中，四波混頻（FWM）效應在全光信號處理技術中有著廣泛地應用，可以實現參量放大、全光再生、全光邏輯等多種信號處理功能。本文基于泵浦消耗情形下FWM參量過程的解析解，采用Matlab編程方法，研究了高非線性光纖（HNLF）中高階相位調制信號的全光相位再生和相位混合運算的性能，主要工作內容如下：
　　1.在考慮泵浦消耗的情形下，詳細推

2、導了簡并和非簡并 FWM耦合模方程的解析解，采用第一類、第三類勒讓德橢圓積分以及雅閣比橢圓函數給出了信號的相位和功率的解析表達式，以及相應的Matlab函數命令。解析計算結果與四波混頻耦合模方程的嚴格數值計算結果一致，驗證了理論推導過程的正確性。
　　2.根據相敏放大（PSA）原理設計了8PSK（Phase-Shift Keying）光纖再生器。利用相位和功率的解析表達式分析了基于簡并FWM的多電平相位再生條件，研究了泵浦光初始相

3、位和功率對M-PSK信號相位轉移特性的影響。研究表明，調節(jié)泵浦光初始相位可使PSA的相位轉移曲線與輸入信號的多電平相位相匹配，相位再生器的抖動抑制性能可通過調節(jié)泵浦光初始功率來優(yōu)化，所需光纖長度與優(yōu)化的初始泵浦光功率近似呈反比。對所設計的8PSK光纖再生器進行了OptiSystem仿真，仿真結果表明，當歸一化輸入相位抖動為0.1時（即輸入噪聲的標準差為0.1×π/4 rad），該相位再生器的抖動抑制比為4.62，系統(tǒng)的符號錯誤率可降低兩

4、個數量級。
　　3.利用簡并四波混頻光互調效應，設計了基于非相敏放大(PIA)的相位運算器，實現了兩個信號相位的2θA-θB和2θB-θA混合運算。以四進制相位信號為例，實現了四進制數字的乘減運算（2A-B，2B-A），并分析了輸入光幅度噪聲對兩種相位互調運算結果的影響。仿真計算表明，該運算器件的光噪聲指數（光信噪比的劣化）約為6.6dB；當輸入光信噪比（OSNR）不低于25dB時，兩種運算的符號錯誤率（SER）均低于10-3，對