波长转换技术在光纤通信中有着广泛的应用,尤其是在基于波分复用的全光网络中将发挥关键性的作用。通过波长转换技术,可以提高波长的利用率,有效地解决网络中的阻塞问题,简化网络管理,增强网络对故障的适应能力。基于半导体光放大器的波长转换器具有结构简单、容易实现等优点,因此成为近年来研究的热点。本文针对半导体光放大器交叉增益调制型、交叉相位调制型和四波混频型波长转换技术进行了深入的理论和实验研究,具体工作如下:1、分析了进行波长转换技术研究的重要意义,较为全面地概述了波长转换器的种类和发展状况。2、详细分析了半导体光放大器用于波长转换的理论基础,建立了比较完善的半导体光放大器用于模拟交叉增益调制型、交叉相位调制型和四波混频型波长转换的静态和动态分段模型,为数值模拟研究奠定了坚实的基础。3、深入研究了半导体光放大器的增益特性,对半导体光放大器交叉增益调制型波长转换的消光比特性、转换效率和输出信噪比等进行了全面的仿真和实验研究,为实现参数优化提供了详细的理论依据。成功实现了1.25Gb/s的波长转换。4、数值模拟了半导体光放大器交叉相位调制型的同相和反相波长转换,重点研究了其输出消光比特性和输入功率动态范围,并提出了有效的优化参数的新方案。5、对半导体光放大器四波混频型波长转换进行了仿真研究,全面考虑了共轭光对四波混频过程的影响,深入研究了其转换效率和输出消光比特性,获得了对四波混频型波长转换技术的更客观的评价与结论。6、首次提出了半导体光放大器交叉增益调制和交叉相位调制级联的波长转换新方案,并进行了数值模拟,所得结果证明了该方案能够同时获得很高的消光比和很大的输入功率动态范围,并且具有很宽的波长转换范围和能实现无波长转换等众多优点。本文的主要创新工作如下:1、首次提出了半导体光放大器交叉增益调制和交叉相位调制级联的波长转换新方案,该方案能够同时获得很高的消光比和很大的输入功率动态范围,并且具有很宽的波长转换范围和能实现无波长转换等众多优点。2、提出了两路探测光输入功率不相等的理论与方案,获得了半导体光放大器交叉相位调制型的波长转换的优化参数,该方案比传统的交叉相位调制型波长转换具有更高的输出消光比和更大的输入功率动态范围。3、采用半导体光放大器交叉增益调制型波长转换的输入输出特性曲线来分析交叉增益型波长转换的输出消光比特性,该方法较其它方法更能直观地揭示交叉增益型波长转换输出消光比退化的现象及其原因。