本文对全光波长转换器各种方案做了全面的总结，并对基于半导体光放大器的交叉增益调制和交叉相位调制两种全光波长转换器做了较系统深入的理论研究。全文共分为五章： 第一章，对光通信的发展、波长转换器在WDM网络中的作用及其对WDM网络性能的影响、目前国际上现有的光网络平台及波长转换器在其中的应用以及全光波长转换器的实验进展做了较为系统的总结和评论。 第二章，全面总结了全光波长转换器的分类和原理。包括SOA-XGM型、SOA-XPM型和SOA-FWM型波长转换器的原理，分析了各自的优缺点；较全面的介绍了其他类型的全光波长转换器的分类、原理和应用；对基于半导体光放大器的三种AOWC的基本性能参数做了比较。 第三章，对基于SOA调制的全光转换器模型做了比较全面的总结和研究。较全面地总结了半导体光放大器的结构、特性和应用；导出了半导体光放大器中的功率传输和载流子速率两个基本方程，并首次运用半导体中驰豫时间的概念分析了其适用条件；对稳态和动态模型下求解光功率、消光比、啁啾和噪声的数学分析方法进行了较系统的总结和完善。 第四章，理论上全面研究了SOA-XGM方案的转换特性。分析了载流子寿命的动态模型，指出此模型在动态分析中的必要性；首次全面分析比较了同向和相向两种工作方式下的消光比、啁啾和噪声特性，结果表明，相向工作方式下的转换信号的消光比特性优于同向工作方式，但ASE噪声大于同相方式 第五章，全面研究了SOA-XPM方案的转换特性。推导了SOA-XPM转换的传递函数，结果表明其具有正弦特性；研究了转换波形的变化，指出了偏置电流在控制相位方面的作用；首次较全面地研究了同相和反相转换下消光比、啁啾和ASE噪声特性。 第六章，对目前为解决XGM、XPM和FWM三种AOWC性能缺陷的较有效的改善方案做了较全面的总结和分析，并对AOWC的应用前景做了展望。