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当前光网络中传输能力和交换能力的不匹配已经严重影响其进一步应用。而利用全光串并转换器(All-Optical Serial-to-Parallel Converter,AOSPC)将高速串行的光信号转换为多路低速并行的光信号,然后再进行处理和交换是一种有效的解决方案。由于具有响应速度快、易集成、稳定度高等优点,半导体光放大器环路镜(Semiconductor Laser Amplifier in a Loop Mirror,SLALOM)已经得到了越来越多的关注。本文以SLALOM为研究基础,开展了全光域内的串并转换相关技术研究,并取得了如下研究成果:首先,在分析半导体光放大器(Semiconductor Optical Amplifier,SOA)工作特性的基础上,提出了一种基于SLALOM的级联型AOSPC。该方案采用级联SLALOM的结构,以上一级SLALOM的输出作为下一级SLALOM的输入,将各级SLALOM之间的传播延迟设置为输入信号的比特周期,通过设置控制光与信号光之间的时序,实现光开关的窗口的周期性打开,以此完成各级SLALOM光脉冲的并行输出。在仿真软件Optiwave中实现了利用1?10光串并转换器将80Gb/s高速串行光信号转换为10路8Gb/s并行输出信号。Optiwave仿真结果表明输出信号眼图张开度好,且1×10 AOSPC的端口接收灵敏度差异小于10dB。其次,针对级联型AOSPC中噪声累积导致输出信号质量恶化的问题,提出了一种基于SLALOM的混合型AOSPC,该方案采用由M行、N列SLALOM搭建的串并混合结构,可以实现1路信号到M?N路信号的串并转换。仿真实现了利用4?4的混合型AOSPC将80Gb/s高速串行光信号得到16路5Gb/s并行输出信号。该方案的优点在于在保证输出信号质量的前提下,提高了串并转换结构输出端口的可扩展性。最后,提出了一种基于Add-Drop型微环谐振腔的级联型AOSPC,它通过串联N个Add-Drop型微环谐振腔组成级联型AOSPC,并在微环谐振腔之间加入与输入信号传输速率相关的传播延时,并设置泵浦光脉冲信号的周期为串行输入信号脉冲间隔的N倍,通过控制泵浦光脉冲的到来,实现N路并行信号的输出。在仿真软件VPI中实现了利用1?4光串并转换器将10Gb/s串行光信号转换为4路2.5Gb/s并行输出信号,且输出信号消光比为10dB。最后进行了Add-Drop型微环谐振腔的光开关实验,为其AOSPC方案提供了实验依据。