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双波长光纤激光器具有稳定性好、转换效率高、成本低等诸多突出优点,在光通信系统、光纤传感器网络、光谱学和光信息处理等方面均得到了广泛应用。半导体光放大器（SOA）拥有较宽的波长范围、紧凑的结构以及易于与其它光学元件集成等优势,基于SOA的双波长光纤激光器逐渐成为了研究重点。本文首先研究了光外差法产生微波信号的理论,然后研究了基于SOA的LD注入式双波长光纤激光器、基于SOA带半导体可饱和吸收镜（SESAM）的双波长光纤激光器、基于SOA的双波长光纤光栅激光器及其在光生微波信号方面的应用。主要研究内容包括:1. 光外差法产生微波信号的理论研究。光外差法产生微波信号的原理是将两束具有一定频率差的激光信号在光电探测器上拍频,经过详细的理论推导可知,频率分别为f1、f2的两束激光信号经过光电探测器光电转换后可得到频率为f1-f2的微波信号。2. 提出并实验研究了一种基于SOA的LD注入式可调谐双波长光纤环形腔激光器。采用两个外部注入的分布反馈（DFB）激光器作为波长选择器,双波长光纤激光器的输出波长由这两个注入的DFB激光器锁定和调谐。实验结果表明,当其中一个DFB激光器工作在25℃而另一个DFB激光器工作在0℃时,在1553.68nm和1553.9 nm处可以实现稳定的双波长激光振荡,波长间隔为0.22 nm。通过调整两个外部注入的DFB激光器的工作温度可以实现波长间隔的调节,当两个DFB激光器的温度差在25℃至0℃之间变化时,实验获得了波长间隔可在0.22 nm至2.95 nm范围内调谐的双波长激光。3. 提出并实验研究了一种基于SOA带SESAM的双波长环形腔连续波光纤激光器。采用SOA作为增益介质及双波长光纤激光器的能量提供源,SESAM实现对激光谐振腔中振荡模式的选择和损耗的调制。研究表明,当SOA的输入电流为140 m A时,通过仔细调整偏振控制器（PC）,可以获得中心波长分别在1560.91 nm和1564.12 nm的双波长激光输出,其信噪比大于30 d B,波长间隔为3.21 nm。4. 提出并实验研究了一种基于SOA的双波长光纤光栅激光器。采用一对均匀的光纤布拉格光栅（FBG）作为激光器腔内波长选择元件,双波长光纤光栅激光器的输出波长由这两个FBG的布拉格（Bragg）波长锁定。研究结果证明,当FBG1的工作温度为25℃,FBG2的工作温度为-10℃时,通过仔细调整PC,可以获得中心波长分别在1549.58 nm和1548.98 nm的稳定的双波长连续波激光输出,波长间隔为0.6 nm。通过改变FBG2的工作温度使两个FBG的温度差在0℃至35℃之间变化,可以获得波长间隔在0 nm至0.6 nm之间可调的双波长连续波激光。5. 基于SOA的双波长光纤光栅激光器的微波信号产生研究。当SOA的输入电流为120 m A,FBG1的工作温度为25℃,FBG2的工作温度为-10℃时,在1549.58nm和1548.98 nm处实现了稳定的双波长激光输出,波长间隔为0.6 nm,对应于约74.9 GHz的微波信号,在Optisystem软件上对光外差法产生微波信号进行原理性验证。当两个FBG的工作温度差在10℃至35℃之间变化时,波长间隔可在0.18 nm至0.6 nm之间调谐,对应的微波信号频率为22.5 GHz至74.9 GHz。