近年来,随着社会的发展和信息技术的提高,信息容量的需求也在日益增长,对下一代网络通信技术的研究就显得尤为重要。其中,光纤通信网络更是下一代网络的核心技术。为了解决光通信网络所面临的传输压力,这就对网络节点和传输中的信号处理技术提出了很高的技术要求。全光信号处理利用全光的方法对信号进行处理,可以避免传统光信号处理的光电光转换过程,能满足信号处理的高速要求。如今,全光信号处理的研究主要集中在全光信号再生、全光信号量化、全光波长转换、全光信号复用、全光逻辑门等方面。其中对全光信号量化的研究更多的是在全光幅度量化上,在全光相位量化方面的研究还有所欠缺。全光相位量化对于全光模数转换(ADC)有着重要的意义,还可应用于高阶调制格式信号的相位再生、光信号格式转换等其他方面。本文重点对基于相位敏感放大的全光相位量化的优化及其应用进行了深入的研究。论文的主要工作和研究内容如下:1)重点对基于相位敏感放大的全光相位量化进行了研究。深入分析研究了双波干涉实现相位量化的原理及幅度比对相位量化效果的影响,提出了衡量相位量化效果的公式,并通过对公式的理论推导,得出了双波干涉实现相位量化中幅度比的最优解的解析解。同时研究了三波干涉实现相位量化的原理及幅度比对量化效果的影响,并对公式进行推导得出三阶相位量化时幅度比的最优解,证明了三波干涉能够实现相位量化精度的提高。2)分别研究了双波干涉和三波干涉相位量化中光程差对量化效果的影响,并通过系统仿真证明了之前求得的幅度比最优解的合理性和正确性。3)将全光相位量化应用到高级调制格式信号的相位再生和格式转换中。介绍相位调制信号再生和格式转换的意义,以及应用全光相位量化实现相位调制信号的再生和格式转换的原理。然后通过理论推导,得出实现信号的再生和格式转换中的幅度比的最优解。