首先理论分析了半导体光放大器的非线性偏振调制（PolM）效应，导出了稳态条件下SOA的偏振转换矩阵。通过数值仿真, 描述了包括非线性自偏振调制（SPolM）、互偏振调制（XPolM）导致的偏振态在庞加球上的变化形态。计算结果表明, SOA偏振调制效应表现为偏振旋转特性, 偏振旋转的大小由入射光强和偏振态决定，旋转结果表现为输出光中的TM模分量增加，而TE模分量下降。文章同时讨论了SOA驱动电流变化对PolM效应的影响以及由其引起的电光偏振调制（IPolM）效应，并仿真得出了电流变化导致的输出光偏振态的变化轨迹。

仿真并分析了基于半导体光放大器全光偏振调制的双信道光传输系统模型.该系统分别利用两级半导体光放大器的交叉偏振调制效应(XPolM)，将两路独立的强度调制的抽运光变换到一路探测光的两个正交的偏振态上，实现双通道偏振复用的全光数据传输.首先对单个半导体光放大器的动力学过程进行了理论分析，数值计算了具有不同抽运光功率的半导体光放大器对探测光偏振态的影响，进而对双半导体光放大器偏振复用系统的调制/解调原理进行了分析，模拟仿真了双半导体光放大器的双通路偏振复用的调制及解调过程，仿真结果与实验结果相符.

在半导体光放大器中，采用由张应变引起的自身双折射理论模型对交叉偏振调制型全光波长转换器的波长转换特性进行了数值研究，并对数值结果与相关实验进行了对比。结果表明：通过调节系统参量，可以实现同相或反相波长转换；同相和反相波长转换时输出的信号啁啾、消光比和眼图具有不同特性；随着数据传输速率的增加，输出信号的眼图张开度减小，啁啾变大。

利用琼斯矩阵，对基于半导体光放大器中的交叉偏振调制效应实现全光波长变换进行了理论分析．结果表明，利用这种机制可以实现同相与反相波长变换．在实验上同时实现了10 Gb／s归零信号的正相与反相波长变换，输出消光比分别达到了6．9 dB和8．1 dB．

为了改善基于半导体光放大器(SOA)中交叉偏振调制效应(CPM)的波长转换器的转换信号码型效应,对交叉偏振调制半导体光放大器波长转换器的工作原理进行了分析;通过讨论交叉偏振调制半导体光放大器波长转换脉冲的上升沿和下降沿的频率啁啾,结合滤波器的透过谱特性,提出了一种利用滤波器的波长正斜率边和波长负斜率边分别对正相转换信号和反相转换信号进行码型优化的方案,并进行了实验验证。在信号码率为10 Gb/s的交叉偏振调制半导体光放大器波长转换实验中,采用光带宽为0.3 nm的JDS滤波器优化转换信号的波形,基本消除了转换信号中长“1”码和长“0”码的码型效应,并将正相转换信号和反相转换信号的功率代价分别改善了3 dB以上。