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在当前的高速光通信网络中,全光信号处理由于可以突破传统光电转换的速度限制而被广泛关注和研究。全光数字信号处理是近年来一个新的研究热点,它可以克服光网络进行数字信号处理时的高损耗以及光-电-光的变换带来的速度限制,是未来的超高速光网络以及全光网中的必要技术。PPLN波导作为一种采用准相位匹配技术的光学二阶非线性材料波导,具有高效率、低噪声、响应迅速、便于集成等优点,在全光数字信号处理研究中被广泛采用。本论文针对基于PPLN波导的全光数字信号处理进行了理论分析和数值计算,并取得了如下创新的研究成果：1.在分析研究PPLN波导在全光时域解复用的性能参数与实际应用的基础上,提出针对PPLN波导全光时域解复用的优化方案,在数值计算和理论推导两方面分析了波导长度、抽运光脉冲宽度和抽运光脉冲输入时变三个参数之间的关系。优化方案通过调整这三个参数,在控制串扰小于给定阈值的情况下,得到最大的转换效率。全光时域解复用是针对脉冲序列的光信号处理,对于研究PPLN波导的全光数字信号处理有指导性意义。2.在基于单个PPLN波导的全光数字信号处理的基础上,首次提出PPLN波导级联的概念。文章给出了波导级联的条件,在理论上分析了由两个PPLN波导级联的两种方案的原理,并通过数值计算的结果论证了波导级联方案的可行性。PPLN波导级联方案使得PPLN波导能够实现更加多样、复杂的全光数字信号处理功能,拓展了PPLN波导在全光数字信号处理方面的潜在能力,为未来的全光数字信号处理技术提供了更广阔的发展空间。3.在基于PPLN波导的全光逻辑门以及全光半加器的基础上,提出基于级联PPLN波导的全光全加器的实现方案。方案通过五个PPLN波导的级联结构成功地实现了针对三路输入二进制信号光的全光全加器的两路输出。数值仿真分析了全光全加器的输出结果并分析其特性,仿真结果在保证输出信号质量的情况下与理论计算结果非常吻合。