波分复用(WDM)技术提供了在波长领域对光纤带宽资源充分利用的技术，且波长的路由和交换作用是实现全光透明网络的重要因素。WDM网络中波长的数量决定着独立的波长地址。虽然这些波长在数量上可能大得足以满足所要求的信息容量，但是还不足以提供足够多的节点数。这时，当具有相同波长的两个信道同时路由到一个输出端口时，会导致波长竞争，WDM网络会有很高的阻塞率。解决上述问题的关键技术就是波长变换技术。全光波长变换器将是未来宽带网络里的关键组件。波长变换即为波长的再分配和再利用，以解决交叉连接中的波长竞争、有效地进行路由选择、降低网络的阻塞率，从而提高网络的灵活性和可扩展性，同时也有利于网络的运行、管理和控制，以及通道的保护倒换。在目前的几种波长变换技术中，最直接的就是光/电波长变换技术，其包括一个接收器和一个能发射带有信号光信息的新波长的激光器。这种技术的最大的缺点就是设备比较复杂，功率消耗大，因此，目前人们的研究重点主要集中于全光波长变换技术，它能够不依赖电的控制，把入射的信号光信息转换到新的波长上。包括基于半导体光放大器（SOA）的交叉增益调制（XGM）,交叉相位调制（XPM）和四波混频（FWM）技术，以及利用DBR激光器的频率调制或强度调制等等。半导体光放大器的交叉增益调制（SOA-XGM）系统结构简单，容易实现。本文中，我们主要研究基于半导体光放大器的交叉增益调制，这也是目前研究比较多的一种波长变换技术，讨论了波长变换器的一些参数，包括变换光的消光比、相对噪声、转换效率等。主要成果如下：在理论上，推导出基于半导体光放大器的交叉增益调制波长变换器的基本速率方程，并从SOA的增益模型出发，讨论了了波长变换间隔，探测光功率，信号光功率，探测光波长等参数对变换光消光比的影响，理论表明SOA-XGM波长变换系统在上变换时，存在着严重的消光比退化问题，提高SOA的增益水平，降低探测光功率，提高信号光功率，有助于提高变换光的消光比。运用小信号理论，从速率方程出发，分析了相对噪声和转换效率与一些参数的关系，我们推导出该波长变换器的信号光和探测光的相对噪声转<WP=65>换函数，在数值上分析了变换光中的噪声组成，发现变换光的噪声主要来源于：1）输入探测光的噪声，其具有统一的功率谱密度；2）由载流子的变化引起的光场间的非线性作用，即强的信号光光场在消耗载流子的同时，会影响弱的探测光的增益，从而信号光的噪声会体现在变换光中。另外，我们也考虑到放大的自发辐射对相对噪声的影响。通过小信号分析，我们发现对于典型的探测光相对噪声，对变换光相对噪声的影响可以忽略，变换光的相对噪声要小于输入的信号光相对噪声。理论表明在一定的速率下，降低SOA的载流子寿命，提高探测光功率，降低信号光功率有助于提高转换效率。为了提高转换效率，最好的方法是降低信号光功率，而不是提高探测光功率，虽然这样降低了光功率水平，但我们必须把消光比和转换效率统一起来考虑。在实验上，对我们采用的SOA进行了在不同偏置电流下的自发辐射谱，增益谱，输出饱和功率的测试。通过静态工作条件下波长变换的特性研究给出波长变换的理想工作条件，测试出在2.5Gb/s和10Gb/s速率下，变换光的波形图和眼图。实验表明，在2.5Gb/s的速率下，该波长变换系统能进行40nm带宽的波长变换，且变换光质量较好，但是在10Gb/s的速率下，存在着严重的码型效应，变换光质量很差。为了能提高变换速率，今后将在进一步改善SOA的性能和波长变换系统的参数优化上做深入的工作。