随着光纤通信系统传输速率的急速提升,随之而来的偏振模色散和非线性效应等问题变得越来越严重。传统的调制格式非归零码(NRZ)和归零码(RZ)在传输性能上渐渐捉襟见肘,寻找新的调制格式迫在眉睫。目前,已有大量的文献在做各种新型码型的探索性研究,力图改善信号的传输效率,减小误码率,提高信号的谱效率,其中尤以二进制相移键控信号(BPSK)和二进制偏振键控信号(Polsk)的研究最为广泛。一方面是Polsk信号良好的功率均衡性,偏振特性好,适合超高速网络通信,但高速偏振控制技术非常复杂且代价大[1];另一方面是BPSK信号的数字信息分布在相位中,功率均衡,相比于OOK信号,具有良好的抗色散和抗非线性效应性能,适合中高速信号的传输。由于不同的调制格式具有不同的抗偏振模色散和非线性性能,那么在采用不同调制格式的不同网络之间就需要做码型之间的格式转换。目前,对于码型转换技术的研究主要集中在高非线性光纤(HNLF)和半导体光放大器(SOA)上。相比于高非线性光纤而言,半导体光放大器具有体积小,容易集成,非线性效应丰富等特点,非常适合用来做全光信号处理,因此基于SOA的全光码型转换研究已成为光纤通信系统的重要分支。本文的主要研究工作是利用SOA的非线性效应进行Polsk到BPSK码型转换的技术研究,具体内容如下:1.在调研大量文献的基础上,对全光码型转换技术进行了详细的介绍,对一些常见的码型以及常见的转换分类进行了分析,指出了研究Polsk信号到BPSK信号码型转换的必要性。2.介绍了 SOA的传输模型。在考虑偏振敏感、频谱烧孔、载流子加热、ASE噪声的基础上,介绍了包含偏振旋转效应(NRP),交叉相位调制(XPM),交叉增益调制(XGM)等非线性效应在内的SOA理论模型,给出了该模型基于SOA分段的数值求解过程。详细分析TE和TM模式上的增益特性;TE和TM模式上的交叉相位调制特性;由于双折射效应引起的相位群时延随泵浦功率和注入电流的变化关系;偏振度随泵浦功率的变化关系。3.介绍了 Polsk信号的调制解调原理。在调研大量文献的基础上,详细介绍了高速偏振编码的理论模型和仿真基础。介绍了几种常见的编码方案,重点分析了通过SOA的交叉偏振调制效应实现高速偏振编码的技术方案,并利用仿真软件实现了偏振键控信号的编码。4.提出了一种基于SOA交叉相位调制效应实现Polsk到BPSK码型转换的技术方案。并对40Gbit/s调制格式的码型转换进行了仿真研究和数值分析。仿真顺利实现了 Polsk到BPSK的码型转换,验证了所提方案的可行性。并详细分析了波长间隔、走离效应、探测光功率和Polsk信号的偏振态对仿真性能的影响。