全光时钟提取是未来全光网络中的关键技术,也是全光3R(Re-timing,Re-shaping,Re-amplifying)再生系统中的关键技术。光数据信号中零码的随机出现引起码型效应,导致提取出的时钟幅度起伏较大。本文提出的光混码器通过改变光数据脉冲幅度的概率分布,减少零码及连零码,有效地解决了这一问题。光混码器已申报国家发明专利。注入锁模光纤环激光器可以应用于全光时钟提取。锁模光纤环激光器因其宽光谱的特性,也是一种理想的多波长且波长可调的光源。在锁模激光器的腔内,各个波长的光对增益介质的竞争导致起振纵模的不断跳变,表现为输出纵模波长的不稳定。本文提出了注入连续光实现波长稳定的理论。本论文主要包括了以下几项工作:1.提出了通过几路光脉冲延时叠加改变光脉冲幅度概率分布,减少码型效应导致的时钟脉冲噪声的思想。对光混码器的工作原理进行了时域和频域的理论分析。基于F-P滤波器的梳状滤波模型,对光混码器改善全光时钟提取进行了数值模拟。进行了基于锁模光纤环激光器的全光时钟提取实验,验证了光混码器改善时钟提取的作用。包含了上述时钟提取系统的全光3R系统完成了10Gbit/s和40Gbit/s的全光3R再生实验。2.提出了注入连续光稳定锁模光纤环激光器波长的理论。推导了注入连续光的条件下锁模光纤环激光器纵模线宽的计算公式。进行了注入连续光稳定锁模光纤环激光器波长的实验,观察分析了实现波长稳定的过程中,连续光和纵模间的相互作用。使用透过峰3dB带宽为40MHz的F-P滤波器对波长稳定后的锁模激光进行滤波,验证了纵模的稳定性。分析了注入连续光引起超模噪声的原理。研究了连续光波长,注入连续光功率阈值和超模噪声之间的相互关系。