不经过光电转换的全光相位调制是实现无电中继的相干通信的关键技术之一。半导体光放大器(Semiconductor Optical Amplifier, SOA)由于具有非线性系数高、体积小等优点成为全光相位调制系统的关键器件。但因SOA中交叉相位调制与交叉增益调制同时存在, 使目前基于SOA的相位调制信号不可避免地产生功率起伏, 影响了信号质量。为此, 提出了一种利用差动平衡信号控制级联SOA的全光相位调制方案, 分析了方案原理, 并实验实现了全光相位调制, 消除了相位调制过程中因SOA交叉增益调制效应产生的波形起伏, 完成了原理验证。该调制方案对实现高阶编码格式的全光波长变换, 提升网络的灵活性和扩展性具有重要意义。

半导体光放大器（SOA）能稳定产生高消光比的窄脉冲光，在光纤传感领域得到了广泛应用，但目前大多方案仅采用单向调制的SOA产生脉冲光。为了进一步提高脉冲光的消光比，基于SOA能双向工作的特点提出了一种双向窄脉冲光调制的SOA系统。使用光纤反射镜对SOA单向调制输出的脉冲光进行反射，使反射光重新返回到SOA进行第二次脉冲光调制。实验结果表明：相比单向调制，在低输入功率下，双向调制最大可获得6.18 dB的额外增益；对于输入峰值功率为6 dBm的脉冲光，双向吸收能使泄漏光强度进一步减弱30 dB以上，整体吸收率达到72 dB以上。

随着全光网络的快速发展, 快慢光技术受到了广泛关注。为了研究半导体光放大器(SOA)的快慢光效应, 文章构建了辅助光注入半导体光放大器的理论模型。比较了辅助光注入SOA前后, 直流电流、调制电流、调制频率、相移以及增益系数等参数对相位延时量的影响。仿真结果表明: 辅助光的注入使输出信号光由慢光变为快光, 辅助光功率越强, 效果越明显。同时, 注入辅助光信号后, 直流电流越大, 相位延时量越大; 调制电流、调制频率、相移及增益系数越大, 相位延时量越小。

为了分析半导体光放大器(SOA)中慢光效应, 构建了基于SOA中相干布居振荡效应引起慢光现象的理论模型, 分析了SOA中电流的调制频率、调制电流大小、直流电流大小、线宽增强因以及调制电流的相移与相对相位对相位延时量的影响。分析结果表明: 慢光效应可以由调制电流的大小和调制频率控制; 当输入直流电流小于200 mA时, 对控制SOA中的慢光效果不明显; 与透明电流相比, 输入的直流电流较大或较小分别得到快光、慢光; 当线宽增强因子不为0时, 边带信号光从快光变为慢光; 当相移Ψ=0°或90°时一直为慢光, 当相移Ψ=180°时一直为快光; 改变调制电流的相对相位可以让信号在慢光和快光之间变换。

提出了一种利用半导体光放大器来产生激光信号的系统，此系统主要利用了一台可以产生两束不同频率且频率可调的太赫兹激光器。此激光器产生的差频光信号通过一个光电二极管从光信号转换成稳定的电信号。电信号作为低噪声的射频源进入电光调制器可以产生低抖动且高重复率的超短脉冲信号。然后，对此系统各部分结构进行理论建模与仿真实验。最后，根据高斯脉冲理论得出了稳态情况下脉冲函数各参数的值，模拟出了不同调制频率下的单脉冲和连续脉冲。通过改变各参数的值来分析脉冲的变化。仿真结果表明，在10~30 GHz的情况下，可以得到高重复率的连续超短光脉冲。

量子点半导体光放大器(QD-SOA)具有皮秒级的增益恢复时间和超快的载流子浓度恢复等特点,光子晶体(PC)与QD-SOA结合后具有强非线性效应、低吸收损耗、高功率传输和低功耗等优点。研究了光子晶体-量子点半导体光放大器(PC-QDSOA)的波长转换特性,详细分析了最大模式增益、泵浦光功率、探测光功率、有源区长度对PC-QDSOA波长转换Q因子的影响及注入电流、泵浦光功率、探测光功率、有源区长度与PC-QDSOA波长转换消光比的关系,并将PC-QDSOA仿真结果与QD-SOA的仿真结果进行比较。结果显示PC-QDSOA的Q因子和消光比的数值总是大于QD-SOA,说明PC-QDSOA比QD-SOA的输出信号质量更好,信号传输效率更高,转换性能更优越。研究结果对PC-QDSOA的应用具有一定的指导意义。

对基于半导体光放大器交叉增益调制效应的全光波长转换后的信号啁啾特性进行了分析。通过数值模拟方法研究了归零码和非归零码经过波长变换后的啁啾及波形变化特征,并研究了两种码型信号的啁啾与光功率、信号速率、波长、信号光消光比、码元波形参数、半导体光放大器偏置电流的关系。结果表明,当码元数量较少时,归零码与非归零码相比,信号会有更大的啁啾;上升沿(下降沿)占比小于10%信号周期时,转换光波形均会出现明显的过冲(下冲)现象,过冲(下冲)导致了转换光的啁啾峰值大于啁啾谷值;增加偏置电流会缓减过冲现象,同时会增加交叉增益效应,偏置电流在不同阶段对啁啾的影响效果是不同的;增大数据传输速率会使载流子浓度的变化加快,导致啁啾峰值(谷值)增加。光注入下增益峰值红移会使转换光啁啾对参考光波长和信号波长具有敏感性;消光比的变化也会改变半导体光放大器中的载流子浓度,进而影响转换光啁啾;增大参考光功率或者降低信号光功率能够导致啁啾降低。研究结果对基于半导体光放大器交叉增益调制效应的全光波长转换系统的实用化具有重要的意义。

光纤延迟环型射频存储技术因其大瞬时带宽、快速响应能力等优势在电子干扰领域备受关注。为了实现复杂脉冲信号的多样式存储,先后实现了移频型、门控半导体光放大器(SOA)型、级联型等不同光纤延迟环结构,通过对延迟环结构的对比分析和优化设计,获得了高保真、高分辨率、长时延、脉宽可重构的多功能存储方案。级联存储结构,实现了超过2000次脉冲复制、大于500 μs的高分辨率长时延存储,以及200 ns~10 μs的脉宽重构,可广泛应用于大范围脉宽、快速长时延存储和复杂调制格式等不同场景中。