全光波长转换器是密集波分复用(DWDM)全光通信网络中的关键光电子器件.基于半导体光放大器的交叉增益调制、交叉相位调制和四波混频的三种工作机制最具有实用化的前景,近年来受到越来越广泛的关注.该文围绕基于半导体光放大器的交叉增益调制型和四波混频型全光波长转换器开展了深入的理论和实验研究,具体内容如下:1、研究了半导体光放大器用作波长转换器的理论基础,建立了交叉增益调制型波长转换器的小信号分析、大信号分析和动态数值模型.2、利用实验室自行研制的半导体光放大器成功实现了2.5Gbit/s的交叉增益调制型波长转换,波长向上转换14.5nm时,输出消光比大于10dB,最佳功率代价小于1dB.制成了固定输出波长的全光波长转换器模块.3、成功实现了基于半导体光放大器临界激射状态的同相波长转换,转换输出与泵浦光具有相同的调制格式.4、利用单端耦合的半导体光放大器构成的新方案改善了波长转换的输出特性,在2.5Gbit/s、间隔为14.5nm的波长上转换中,输出消光比由双端耦合方案的5dB提高到15dB以上,理论解释了性能改善机理.5、利用半导体光放大器构成的光环形镜的方案同时改善了波长转换的输出消光比和输出信噪比.6、成功实现了无需另加可调谐探测激光器、1525nm到1565nm范围内、高转换效率和连续可调的波长转换.7、建立了四波混频型波长转换器的理论模型,理论计算了转换效率与注入功率和频率失谐之间的关系.