波长变换是通信光网络中的研究热点,也是全光信号处理的重要组成部分。相比传统的光-电-光转换技术,全光波长转换能够极大地提高传输速度,有效地提高网络的灵活和可扩充性,降低网络阻塞率,具有重要的研究意义。本论文主要围绕硅基微环谐振腔的特性及其在波长转换中的应用展开研究,讨论了四波混频中的准相位匹配技术及通过其提高波长转换效率的方法。选取不同的波导材料,对比分析了方案的性能及影响转换效率的因素。本文工作主要有几下几方面:1)推导了硅基波导的传输方程,在此基础上推导了描述硅基中四波混频、双光子吸收等非线性效应的耦合模方程;简要介绍了微环谐振腔的基本模型,并对影响微环谐振腔耦合系数的因素进行理论分析和讨论。2)阐述基于硅基微环四波混频的准相位匹配波长变换技术。首先分析了硅基光波导中的基于四波混频的波长变换理论,以及在硅基微环中进行波长转换的基本理论,仿真分析了影响其转换效率的因素;结合理论与仿真,说明了微环中利用四波混频过程实现自动准相位匹配的方法,验证了它在不改变波导结构的前提下对波长转换效率的提高,同时分析了这一过程中转换效率随泵浦光功率的变化情况,以及受到线性损耗和非线性损耗等因素的影响。3)推导AlGaAs波导的自相位调制、交叉相位调制、四波混频等非线性效应;在AlGaAs波导微环上利用准相位匹配技术实现波长变换,分析讨论影响其转换效率的因素并进行仿真验证;在氮化硅波导微环上利用准相位匹配技术实现波长转换,仿真分析影响其转换效率的因素;最后将SOI、AlGaAs、氮化硅三种波导材料的转换效率及影响转换效率的因素进行对比分析。