随着人们对信息传输速率和传输容量的要求越来越高，传统的电通信在传输速率和带宽方面日益捉襟见肘，全光通信的出现很好的解决了这些问题。基于四波混频效应的全光波长转换和相敏参量放大很好的促进了全光通信的发展。四波混频作为一种处理全光信号的非线性效应在光纤中已经研究的比较成熟并已广泛应用。然而由于光纤的非线性克尔系数较小，并且芯层和包层的折射率差小，导致要产生足够的四波混频效应以实现波长转换和相敏参量放大往往需要上百米的光纤，这大大制约了片上光通信系统的发展。硅基波导具有大的非线性系数，体积小，损耗低等优点，并且加工工艺日渐成熟，适应集成光学的发展，逐渐成为实现波长转换和相敏参量放大的理想平台，在片上光通信方面有着良好的应用前景。　　本文主要的研究工作是硅基波导中基于四波混频效应的全光波长转换和相敏参量放大的研究，主要内容如下:　　1.分析了硅基波导的研究背景，对比了常见的几种硅基波导结构并讨论了主要的三阶非线性效应，同时说明了波长转换和参量放大的研究发展与现状。　　2.讨论了硅基波导中光传输的非线性薛定谔方程，基于光的传输理论分析了四波混频效应的耦合波方程。结果表明，当相位失配为零时可获得高效的四波混频，而调节波导色散和准相位匹配技术都可以近似实现相位匹配条件。　　3.利用准相位匹配技术设计了槽宽度变化的单沟槽波导，并进行了波长转换的研究。详细阐述了波导的设计方法，通过优化波导结构，使波导能更好的实现准相位匹配。计算结果表明，该波导可实现高效的波长转换，最高转换效率为11.3 dB，转换带宽为570 nm，比槽宽度不变时的波导大了123 nm。　　4.以氮化硅为填充材料设计了单沟槽波导，对设计的波导色散进行了优化，并利用该波导分析了相位敏感参量放大。求解修正后的非线性薛定谔方程可以得到消光比高达29 dB的相位敏感参量放大，且输入信号光功率和波导的线性损耗对消光比影响较小。