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磁光效应可导致导波光偏振面发生旋转,将磁光效应与四波混频的偏振依赖性结合在一起,可实现磁控的非线性信息处理。本文采用MATLAB理论计算和Optisystem仿真方法,研究高非线性光纤和布拉格光纤光栅中导波光的多稳态转移特性及其在多电平再生中的应用,并分析磁场对它们的影响。本文的主要工作和创新内容如下：1.根据光纤中线偏振光的耦合模理论,推导了磁圆双折射光纤中圆偏振导波光的非线性演化方程。采用龙格库塔法数值计算了有无外加磁场时泵浦光、信号光、闲频光在磁光光纤中的功率转化曲线,计算结果与文献一致,表明了上述理论推导的正确性。分析了由磁光光纤组成的全光纤马赫曾德尔干涉仪(Mach-Zenhder interferometer, MZI)的自开关效应,发现通过施加外加磁场能够降低MZI的开关阈值。MZ干涉结构可以实现比非线性光纤环镜(Nonlinear Optical Loop Mirror, NOLM)更多的光信息处理功能。2.为了获得导波光的多稳态转移曲线,提出了一种基于多层嵌套的MZ干涉结构的实现方案,具体实现过程可采用迭代方法加以分析。以双层嵌套MZ干涉模型为例,MATLAB计算了右旋偏振的连续泵浦光的多稳态功率转移曲线,分析了4PAM(Pump Amplitude Modulation, PAM)信号的抖动抑制特性；讨论了另一输出端口所表现出的开关特性,以及外加磁场对整形性能的影响。采用Optisystem对双层嵌套MZ干涉模型的多稳态传输特性进行了动态仿真,更加直观地表明了双层嵌套MZ干涉结构对PAM信号的抖动抑制能力,仿真获得的多稳态曲线也与MATLAB计算结果一致。3.从磁光光纤光栅(Magneto-optic fiber Bragg grating, MFBG)耦合模方程出发,计算了右旋圆偏振导波光入射时透射光的幅度转移曲线。研究表明,高电平稳态的抖动抑制性能优于低电平稳态的抖动抑制性能；逆着光的输入方向对MFBG施加磁场,有助于提高多稳态区域的抖动抑制性能；调节磁场可以灵活改变多稳态对应的输入电平大小和范围,有望开发多电平全光再生器件。在左旋和右旋圆偏振光不发生耦合的条件下,MFBG中导波光工作波长与外加磁场存在等价关系。