全光信号处理是未来高速光通信网络中克服电子学瓶颈的关键,其中全光缓存是光信号处理中的核心技术之一,近年来受到越来越广泛的关注。全光缓存实现的方案有很多种,其中基于光阈值门和波长转换器的方案有一定的研究价值。SOA光纤环形腔激光器和微环谐振器可用来实现光阈值门功能。在教育部新世纪优秀人才计划(NCET-04-0715)、湖北省杰出青年基金(2006ABB017)项目的资助下,对SOA光纤环形腔激光器实现光阈值门方案进行了理论和实验研究,并对于微环谐振器的应用进行了深入的理论研究和数值模拟。主要内容及研究成果如下:(1)在广泛查阅大量国内外文献的基础上,阐述了全光缓存器和微环谐振器的研究背景,综述了国内外全光缓存器和微环谐振器的研究概况。(2)从载流子浓度的速率方程和光功率传输方程出发,基于半导体光放大器的分段模型,分析了半导体光放大器的动态增益特性。建立了SOA光纤环形腔的理论模型,对10Gbit/s的信号光注入SOA光纤环形腔进行模拟。(3)研究了SOA光纤环形腔构成的光阈值门方案,对由两个环形腔构成光阈值门进行理论模拟,得到10Gbit/s的光阈值门动态特性的数值模拟结果。并对10Gbit/s的光阈值门动态特性进行实验研究,实验结果和理论计算结果相符合。(4)研究了微环谐振器的特性和原理,对微环内非线性增强效应进行了详细的分析。从微环光强传递函数和双光子吸收理论模型出发,分析微环在全光交换中的应用:滤波器、光开关、波长转换、逻辑门。