日益增长的宽带需求推动着光接入技术向下一代无源光网络演进。波分复用无源光网络（WDM-PON）在网络安全、传输速率、实现机制等方面具有明显的优势，被视为光纤接入的终极解决方案。现阶段混合无源光网络（HPON）作为时分复用无源光网络（TDM-PON）到WDM-PON的一种过渡形式，结合了两者的优点，引起了业界的广泛关注。本论文针对下一代无源光网络中的波长转换和线性放大需求，围绕增益钳制半导体光放大器（GC-SOA）的频率响应特性展开了深入研究，内容如下：设计了一种基于光纤光栅结构的GC-SOA，分析了它的工作原理；基于速率方程组、运用小信号分析法建立了GC-SOA频率响应的数学模型，并在此基础上就结构参数和工作状态对GC-SOA频率响应特性的影响进行了数值分析，得出了用于波长转换和线性放大时的变化规律。对用于波长转换的GC-SOA，分别就偏置电流和输入功率对频率响应的影响进行了实验研究，结果表明：当输入信号的速率在3dB调制带宽即2.8GHz以内时，GC-SOA能较好的实现波长转换；反之效果较差。对用于线性放大的GC-SOA，设计了一种有利于减小剩余反射的改进结构。针对其在长距离接入WDM-PON系统中的使用需求，分别就分配损耗、输入功率、通道间隔和波长漂移对系统性能的影响进行了仿真研究，结果表明：当改进环形腔结构的衰减值合适时，GC-SOA能有效地抑制信道串扰，改善系统接收端的灵敏度。