Στην παρούσα διδακτορική διατριβή μελετώνται διεξοδικά, με τη βοήθεια προσομοιώσεων και πειραματικών μετρήσεων, οι ιδιότητες των διαδικασιών της ευαίσθητης στη φάση παραμετρικής ενίσχυσης και της εγκλείδωσης φάσης με έγχυση οπτικής ισχύος, με σκοπό τον σχεδιασμό ολοκληρωμένων οπτικών διατάξεων, οι οποίες θα προσφέρουν βελτίωση των επιδόσεων των σύμφωνων συστημάτων επικοινωνιών. Εκμεταλλευόμενοι την ιδιότητα της συμπίεσης του θορύβου φάσης που προσφέρει ο ευαίσθητος στη φάση παραμετρικός ενισχυτής προτείνεται και μελετάται ως προς τις επιδόσεις του, με τη βοήθεια προσομοιώσεων, ένας πρωτότυπος αναγεννητής 40 Gb/s RZ-DPSK σημάτων, βασισμένος στην τοπολογία μονής άντλησης, ο οποίος υιοθετεί μία ρεαλιστική τεχνική για την αμιγώς οπτική παραγωγή συμφασικού, ως προς το σήμα, συζυγούς κύματος, επιλύοντας έτσι το πρόβλημα της πρακτικής υλοποίησης τέτοιων διατάξεων. Λαμβάνοντας υπ’ όψιν τις ιδιότητες της συμπίεσης θορύβου πλάτους και της αναπαραγωγής των χαρακτηριστικών φάσης του εγχεόμενου πεδίου που προσδίδει η εγκλείδωση φάσης σε ένα ημιαγωγικό laser, προτείνεται η χρήση του τελευταίου ως μία εναλλακτική διάταξη για την αναγέννηση (D)PSK και (D)QPSK σημάτων. Από τις ιδιότητες αυτές προέκυψε και η εναλλακτική χρήση του εγκλειδωμένου ημιαγωγικού laser ως μία επιπρόσθετη βαθμίδα στον δέκτη DPSK/ASK σημάτων για τον καλύτερο διαχωρισμό των δύο διαφορετικών ροών πληροφορίας και τη βελτιστοποίηση των επιδόσεων του συγκεκριμένου συστήματος μετάδοσης.