在光纤通信系统中，光信号的传输会受到光纤的色散、非线性效应以及放大器的自发辐射噪声等不利因素的影响，造成光脉冲信号强度的衰弱、脉冲的时间抖动、脉冲形状和频谱的畸变、消光比下降，引起误码率增高，限制了通信距离.为此在长距离通信中适时的采用具有重定时、重整形、重放大功能的3R(Re-timing、Re-shaping、Re-amplification)再生器，再生出高质量的光脉冲信号，已成为通信系统设计中必然的选择。论文对三种典型的全光3R再生器原理和性能进行了分析，并提出了一种改进型的再生器结构。 论文首先介绍了3R再生器的研究背景及研究现状，着重介绍了光纤传输过程中信号受到的各种损害。 接着论文介绍了全光3R再生器的基本原理，对全光1R、2R、3R再生器进行了分析比较，揭示了全光3R再生系统的功能特点及其关键技术光时钟恢复与光判决，并对各种光时钟恢复技术和光判决技术作了评析。 论文重点是对EAM型3R再生器、SOA-MZI型3R再生器及NOLM型3R再生器进行分析。详细介绍了这三种再生器的结构原理，分析了光判决技术及其对再生信号性能的影响。从多个结构所作的再生实验结果分析了这三种再生器的应用特性，并从技术难度、运转速率、实用化等方面，对其发展前景进行了探讨。 最后论文提出了TW-EAM型全光再生器，对其性能及在WDM系统中的应用特性作了分析。随着WDM系统中信道数的增多，多波长全光再生是发展方向。