光分组交换网是光通信网络的未来发展方向,而全光信号处理是实现全光分组交换网的关键所在。要想真正突破电子瓶颈,实现全光信号处理,必须实现全光逻辑门,它可以实现全光头信号提取、全光地址识别、全光解复用以及全光开关等等。全光逻辑器件的成熟程度直接决定未来全光网络的发展程度。为完成高吞吐量的交换功能,要求能够对分组包的信头进行快速提取和处理。本文主要围绕全光分组交换的关键技术之一——全光帧头提取进行了以下几方面的研究:(1)完成了半导体光放大器SOA的直流驱动电路、温控电路等的焊接和调试工作。(2)设计搭建实验系统,利用TOAD结构实现了NRZ码全光异或门,对实验结果进行了分析;实验过程中改进了实验室PC(偏振控制器)的设计,对结构优化的同时采用了更为适合的材料进行加工,从而提高了器件性能。(3)介绍了几种帧头提取技术,对现有的帧头提取方案进行了比较,指出:基于马赫-曾德尔干涉仪MZI的帧提取方案具有易受外界干扰、不易保持稳定与调节的缺点,因而此方案的实施和应用受到限制;基于TOAD的帧头提取方案,需要使帧头的比特间隔要大于SOA的增益恢复时间,而净荷的比特间隔应远小于SOA的载流子寿命时间,而SOA的增益恢复时间不能精确控制,因此,此方案也不宜采用。(4)在帧头提取实验之前,介绍了测量EDFA增益恢复时间的两种方法以及相关的原理,并采用其中一种方法测量了EDFA的增益恢复时间,在此基础上,验证了实验方案的可行性,即对基于TOAD结构的帧头提取方案进行了改进,用EDFA代替SOA,进行了全光数据包帧头和净荷分离的实验研究,并对系统的噪声特性进行了分析。使用的EDFA的增益恢复时间较长,通过实验测量,达到80—100us。通过在环路中加滤波器以及尽量减小输入信号的直流光基座,可以明显降低输出的帧头序列的噪声。