光纤色散和非线性光学克尔（Kerr）效应限制了光纤通信传输速率和容量。光相位共轭器（OPC）可以同时补偿光纤通信系统中的色散和非线性克尔效应，是很有前景的色散补偿和抑制非线性效应的技术。随着光纤通信系统的传输速率进一步提高，下一代高速全光网需要一种高效、宽带的相位共轭技术。 本文首先设计了一个采用OPC作为色散和非线性补偿的4 10Gb/s的WDM光纤通信系统，对该系统进行了数值仿真，并且对入纤功率进行了合理优化和配置，对RZ、NRZ不同码型调制方式和放大器跨距对系统性能的影响进行了分析,仿真结果证实了色散和非线性得到了很好的抑制。然后通过遗传算法对系统光纤的参数进行了优化设计，并通过Matlab对WDM和OTDM系统进行了分析。 光速减慢条件下所表现出的介质较强的非线性光学效应为非线性光学研究工作开辟了新的方向。光与物质相互作用的规律告诉我们，非线性作用的阶次每提高一阶，非线性效应的信号将减弱几个数量级。因此，严重限制和影响了高阶非线性效应的应用。如果将非线性系数提高几个数量级，非线性光学介质将具有不可估量的应用前景。本论文最后在对超结构FBG的数值模型进行分析的基础上设计一种慢光波导，该波导对于泵浦波长和信号波长具有较小的群速度，该波导后接啁啾光栅，可补偿信号光波长的三阶色散。