最近几十年,伴随着光电子技术与光纤通信技术的发展,微波光子学作为一门新兴学科被广泛研究。其中,光电振荡器(OEO)作为微波光子学的重要分支,被认为是突破现有电学瓶颈的有效途径之一,受到广泛关注。光电振荡器与传统的晶体振荡器相比,输出的微波信号在频谱纯度,相位噪声和稳定性等指标上有较大提升。然而,传统的光电振荡器输出微波信号的频率受限于调制器的工作带宽及电滤波器的中心频率,影响了OEO的实际应用。因此,研究倍频光电振荡器具有重要的现实意义。本文将首先介绍倍频光电振荡器的国内外研究现状,阐明本文研究目的。然后,对经典的光电振荡器模型的工作原理进行详细介绍,同时对输出的信号频谱与相位噪声性能进行验证。在此基础上,还将会简单介绍电光相位调制器与电光强度调制器的工作原理。最后,提出两种不同结构的二倍频光电振荡器:1.提出一种基于载波相移系统的二倍频光电振荡器的方案。通过相位调制器(PM)与强度调制器(IM)的并联,构成载波相移系统,实现载波相移双边带(CPS-DSB)调制。并在环路中使用啁啾光纤布拉格光栅(CFBG),实现载波相位的反转,维持环路中基频信号的振荡。实验结果显示,该系统实现了2.23 GHz的基频信号与4.30 GHz的二倍频信号的输出,并分析了产生微波信号的边模抑制、稳定性和相位噪声的性能。2.提出一种基于光的相消干涉的二倍频光电振荡器的方案。通过PM与IM的级联,实现载波抑制双边带(CS-DSB)调制。同时,在OEO环路中,PM与CFBG连接,组成一个微波光子滤波器(MPF)选择基频振荡信号。根据MPF的工作原理,改变输入光信号的波长,实现MPF中心频率的漂移,从而输出可调谐的微波信号。实验结果显示,该系统实现了8.9 GHz的基频信号与17.9 GHz的二倍频信号的输出,并分析了产生微波信号的边模抑制、稳定性和相位噪声的性能。同时,改变输入光信号的波长,实现了10.2 GHz的基频信号与20.5 GHz的二倍频信号的输出。