全光信号处理技术的实现,大大提高了光信号的处理速率,使得网络中海量信息的处理与交换的速度有了极大地提高,进而有望缓解多样化业务带来的带宽需求量急速上涨的压力。利用相位敏感放大器实现高阶调制格式的格式转换、全相位信号的相位量化等是全光信号处理技术的关键部分,也一直是全光信号处理领域的研究热点。全光相位量化技术是相位敏感放大技术的关键组成部分,也是基于相位敏感放大技术的全光信号处理实现的基础,从而有着很重要的研究意义。全光相位量化技术目前主要应用在全光模数转换上,但是仍然存在着量化精度不高的问题。同样,作为相位量化的一种应用,格式转换在未来的全光节点处,可以实现灵活的全光交叉连接,也有着极其重要的研究价值。基于相位敏感放大的相位分解是格式转换的一种广泛应用,相位分解是利用相位量化中二阶理想量化,通过压缩轴偏转,将信号分别压缩到正交的坐标轴上来实现的。本文对基于相位敏感放大的相位量化和格式转换与相位分解做了研究,主要的工作如下:1)对于两波相干叠加实现相位量化的效果进行了评估。以解析解的形式求出了使得相干叠加得到最优的量化效果的幅度比,并通过仿真进行验证该结论的正确性。从而为实现以相位量化为基础的相位再生和格式转换的优化等提供了理论基础。2)针对8PSK信号的格式转换问题,本文采用相位敏感压缩和相位擦除的方法完成了8PSK信号向QPSK和BPSK的格式转换,转换之后两者均在原频率处,并且使得信号的误码率达到BER=10-3时,所需的信噪比比转换之前低5dB左右。3)针对16QAM信号的相位分解问题,采用简并的相位敏感压缩方案,将信号和经过频谱搬移之后的谐波在耦合器中相干相加从而同时得到同向和正交的两路PAM4信号,该方案简化了相位分解的实现,保持了相位分解之后的信号的频率和原信号相同,同时降低了误码率。