本文致力于偏振移位键控(PolSK)技术的理论研究与仿真实验.首先,深入分析了PolSK调制技术的工作原理及其主要特性,设计出适于长距离传输的双二进制编码PolSK系统,并进行了优化.其次,对PolSK技术的应用进行了深入研究,寻求PolSK技术应用在无线,保密等其他通信系统中的解决方案.论文的第二章是偏振移位键控(PolSK)技术的主要概述.详细阐述了PolSK技术的基本工作原理及其主要特性,并分析了其抗非线性影响的原因.同时进一步讨论了目前几种主要的PolSK系统,并与传统IM/DD系统进行比较,分析系统的传输性能以及在抵御光纤PMD,PDL等方面的影响的表现.第三章主要是双二进制编码PolSK系统的设计.通过仿真实验,实现了5Gb/s用于长距离传输的双二进制编码PolSK系统.结果显示,双二进制编码PolSK系统与相似IM/DD系统相比,大大降低了长距离高码率传输过程的非线性损伤,提高了色散容忍度及频谱利用率,具有更好的传输特性.因此,双二进制编码PolSK技术可以作为长距离高码率传输中的一种可选的通信传输方案.第四章,作者提出将预啁啾技术引入双二进制PolSK系统中,对上述系统进行优化,以提高系统在抗SPM非线性限制影响的能力,从而提高系统色散限制传输的距离.结果显示,采用预啁啾技术,可以使双二进制PolSK系统大幅度提高抗SPM非线性限以及增加色散容忍性.第五章主要是对PolSK调制技术的应用进行了深入研究.我们将其引入混沌保密通信中,设计了一种新的实验系统,利用SOA作为相位调制器,将信号调制成混沌的偏振态上,然后进行混沌通信.实验结果显示,我们提出的混沌系统成功地将一路16bit RZ码和一路SDH伪随机码传输了1公里,系统具有很好的传输特性和保密性.最后一章,作者对整个研究过程给予一个回顾,对PolSK技术的发展前景以及目前所存在的问题给出作者本人的意见和想法.