单片集成的波长转换器是波分复用系统进一步发展的关键光电子器件之一。与传统的交叉相位调制(XPM)和交叉增益调制(XGM)等波长转换方案相比，分离吸收调制(SAM)集成波长转换器将“吸收入射光”和“调制出射光”两个任务分离，分别由光探测器和调制器执行，方便各自进行针对性优化设计。因此SAM集成波长转换器在保持了单片集成的成本、尺寸优势的同时，大大提高了器件设计自由度，单个芯片就能实现波长转换功能，在智能、动态光网络中具有广阔的应用前景。　　本论文采用选区外延生长(SAG)技术设计制作了SAM集成波长转换器，将“吸收入射光”部分由单一的PD扩展为SOA-PD信号接收部分，降低了对输入信号光功率的要求，同时提高了信号光生电流幅度;将“调制出射光”部分由单一的EAM扩展为DFB-EAM（或称为EML）信号发射部分，将输出光源集成在芯片上，提高了集成度，减少了光纤耦合端口数量。本论文SAM集成波长转换器集成了DFB、EAM、SOA、PD四大有源器件，实现了2Gb/s信号波长转换功能。单片集成光信息处理器件。　　此外论文还对用于甲烷微量气体探测的1.65μm DBR可调谐激光器，以及隧道二极管与激光器混合集成器件做了探索研究。具体的工作与创新点如下:　　1、国际上首次采用选区外延生长(SAG)法，成功研制出单片集成的SAM波长转换器，该芯片集成了DFB、EAM、SOA、PD四大有源功能器件。器件结构独特，简单而新颖。　　2、对SAM波长转换器进行了从器件参数设计、电路模型、单片集成材料设计及制备、到器件工艺等进行了，详细分析，解决了从理论、工艺到实验上的各种具体问题，实现了从C波段2 Gb/s NRZ信号光到1555 nm输出光的波长转换，输出光最高动态消光比达7 dB。　　3、研制了用于甲烷微量气体探测的1.65μm DBR可调谐激光器，波长调谐范围达7nm，可精确对准1650.96 nm和1653.72 nm甲烷吸收峰。测量分析了激射波长随增益区电流、相区电流、光栅区电流、工作温度等的变化，并采用光自插法测量了激光器线宽。　　4、国内首次实现隧道二极管与激光器的混合集成器件，对隧道二极管器件进行研究，提出了与半导体激光器的混合集成方案，并对混合集成器件做了初步的直流特性进行测试分析。