在光通信技术日益发展的今天,人们开始对全光通信网络及其相关技术越来越重视。相比较于传统的电子通信技术,光纤通信技术不再受到‘电子瓶颈’效应对通信速率的影响,而在光信号处理部分使用全光器件可以进一步提高通信速率。半导体光放大器因其具有结构简单,体积小巧,易于集成而被广泛应用于光网络中的信号处理上。本论文基于半导体光放大器(SOA)的交叉增益调制效应(XGM)对全光信号处理技术中的全光波长转换以及全光逻辑门进行了理论和实验分析,主要成果如下:(1)设计了基于SOA交叉增益调制(XGM)效应的全光密集波分复用(DWDM)波长转换系统并进行仿真以及实验。进一步分析了密集波分复用下不同波长对系统波长转换效率的影响规律。(2)设计了基于SOA的XGM效应的全光异或(XOR)逻辑门仿真及实验。讨论了信号光同向及相向输入半导体光放大器两种情况下对结果的影响,全光异或逻辑门中信号延迟,SOA偏置电流,EDFA增益大小等参数对输出结果的影响,获取了系统最佳工作状态参数。由于SOA带来的信号劣化使得输出逻辑‘1’难以识别提出利用归零码输入信号可以避免这一问题。(3)在基于SOA全光逻辑门中由于不同输入组合得到的输出逻辑‘0’功率不同,本论文提出一种增加辅助光的手段使得多个零电平的功率差大幅度降低。在理论分析基础上设计实验系统通过仿真与实验讨论了辅助光的光功率,消光比等参数对零电平功率差的影响,验证了该方法的可行性。