基于半导体光放大器(SOA)的环形腔激光器(SFRL)结构简单、功能广泛,在全光通信系统中有着广泛的应用,包括超短光脉冲源、全光码型转换、全光时钟恢复、多波长激光器、微波信号源等。本课题在湖北省杰出青年基金(2006ABB017)和教育部新世纪优秀人才计划(NCET-04-0715),华为科技基金的资助下,对SOA环腔的滤波特性,码型转换功能,以及时钟恢复功能进行了较为完整的理论分析和实验研究。研究成果主要包括以下几个方面:(1)分析了SOA环形腔激光器的研究意义,阐述了其研究概况。(2)建立了双端SOA的分段模型及SOA环形腔的数值模型。(3)阐述了全光非归零码(NRZ)到归零码(RZ)转换的研究意义及现有方案,提出了环腔NRZ-RZ的码型转换新方案,并进行了数值模拟及实验验证,分析了影响码型转换因素及改进空间。(4)在SFRL的实验中,我们从8位固定编码20Gb/sNRZ信号得到了2.5Gb/s,5Gb/s,7.5Gb/s,10Gb/s,12.5Gb/s,15Gb/s的脉冲输出,通过实验分析及数值模拟总结出归律,并首次提出了SOA环腔滤波特性。(5)研究了SOA环形腔在全光时钟恢复中的应用,模拟了时钟恢复过程,分析了时钟恢复产生的内在机理。在数值模拟及实验研究基础上,不仅成功的在20Gb/s的NRZ-DPSK信号中恢复出时钟,而且提出了在SOA环腔中加入光纤延时干涉仪改善时钟质量的新方案,并作了相应的理论及实验研究,取得了良好的效果。