该论文主要开展基于半导体光放大器(SOA)交叉增益调制(XGM)的波长转换器和基于半导体激光器(SLD)增益饱和效应的波长转换器的理论与实验研究.之所以进行二者研究是因为它们具有类比性,即物理本质都是基于均匀加宽介质的增益饱和效应.论文工作主要分为三个部分:第一部分,综合分析了基于SOA-XGM的波长转换器的特性,然后建立了该类型波长转换器的理论模型,并进行了计算机仿真计算,重点讨论了影响波长转换器的消光比、频率啁啾特性的因素,以期对该类型全光波长转换器的优化设计提供参考.第二部分,重点研究了基于SLD增益饱和效应的波长转换技术,从激光模式互耦合效应出发,首次提出了一种适用于注入调制半导体激光器型全光波长转换器的理论模型;进行了模型的稳定性分析,得到了参数变化对模型产生影响的规律性;进行了模型的数值仿真计算,考虑到实际系统中调制光信号可能出现的一些情况,给出了分别采用前向和反向锯齿波、方波、三角波、高斯光脉冲注入调制情况下模型响应的数值解;探究了模互耦合系数对激光谐振模输出的影响.第三部分,利用光纤光栅外腔半导体激光器(FBG-ECL)增益饱和效应的波长转换器具有如下优点:(1)光纤光栅的选模特性确保输出光波长稳定可靠,附加啁啾很小;(2)利用光纤光栅的波长可调谐性来动态改变激光器发射波长,非常容易实现一对多的波长转换.基于此,我们搭建了一套利用光纤光栅外腔半导体激光器(FBG-ECL)实现全光波长转换的实验系统;对FBG-ECL的工作特性进行了深入的理论探讨和比较全面的实验研究.