采用全光波长转换技术来实现光交换，是现代大容量高速通信系统发展的必然需求。本论文提出了将石墨烯所具有的优异的非线性光学性质与成熟的光纤设计制造的技术相结合，利用石墨烯材料与不同光纤的有效结合，使光纤中的光场以倏逝波的形式与石墨烯发生作用，对基于石墨烯全光波长转换技术的进行了深入的理论研究和初步的实验研究。　　 首先对石墨烯全光波长转换技术的进行了深入理论研究，分析了实现全光转换的四波混频的非线性机制。构造了石墨烯与光纤的三种不同的结合方式，分别是石墨烯溶液或者石墨烯薄膜与光子晶体光纤、D型光纤和微纳光纤相结合。并根据石墨烯波长转换需要考虑的非线性系数、有效长度、和色散系数的特性，对不同结合方式下的结构进行了优化设计。在优化设计中我们最终选择的标准是同时考虑了非线性特性和损耗特性的品质因素，根据使得品质因素能够达到最大的条件，优化出不同结合方式下的最优结构参数。　　 对不同结构下的光纤的四波混频的传输理论进行了数值模拟。分析了四波混频的传输理论，并根据已经优化了的结构，研究了石墨烯与光纤不同结合方式下，其四波混频的传输理论，模拟出其波长转换效率随作用长度的变化，同时给出了不同结合方式下的最优长度。在数值模拟中，同时考虑了含有石墨烯的光纤的非线性系数，损耗系数以及色散系数的影响。在光子晶体光纤与石墨烯溶液的结合方式下，得到了的最大转换效率，当作用长度为时0.007mm时，最大转换效率为-0.35dB。　　 初步进行了石墨烯全光波长转换技术的实验研究，利用现有的实验设备，设计实验方案，并搭建实验平台，通过泵浦源以及掺铒光纤的作用，对已有的窄线宽激光器和可调谐激光器的输出光进行了有效的放大，使之放大到能够实现四波混频实验所需要的功率，并最终输入到微纳光纤当中，完成了四波混频的实验研究。　　 对贴附双层石墨烯薄膜的微纳光纤进行了四波混频的实验研究，得到了转换效率大约为-43.8dB的转换光波和大约为14 nm的转换带宽。揭去石墨烯薄膜之后，在只有微纳光纤的情况下同样进行了四波混频的实验研究，得到了转换效率大约为-44dB的转换光波。经过分析，我们认为石墨烯在波长转换的过程中起到了一定的作用，但是作用并不大。四波混频现象的产生可能绝大部分是由于光纤当中的非线性因素所引起的。分析了实验中所出现的问题，阐述了导致产生该问题产生的可能的三点原因:贴附不是很紧密，色散不能够使相位很好的匹配，薄膜的极薄的厚度导致交叠积分小。针对产生问题的原因，提出了用D型光纤代替微纳光纤，或者利用石墨烯溶液与光纤结合的改进措施，以更好的实现石墨烯与光纤中泄露出的倏逝波更好的作用，能够充分利用石墨烯的非线性来实现波长转换。