微波光子学是基于光电子器件和光子学理论来实现微波信号的产生、控制、处理和传输的一门交叉学科,即有传统微波技术灵活、泛在和高频谱分辨率的特点,同时又融合了光子技术在低损耗,高带宽,抗电磁干扰,以及可调谐和可重构等方面的优势,是解决目前数据传输系统所面临的频谱资源不足、传输损耗偏大和能耗偏高等问题的技术途径之一,在宽带无线接入网,传感网络,雷达,卫星通信和电子战系统中具有广阔的应用前景。本文以光电子器件的电光效应和非线性理论为基础,对如何实现全光微波信号的产生和微波信号处理技术进行了一系列的研究工作,具体研究内容如下:1.基于高非线性光纤(HNLF)中非线性偏振旋转(NPR)效应的原理,提出了全光频移键控射频信号的产生方案。利用幅移键控的泵浦光信号在高非线性光纤中引起偏振旋转效应,对另外一连续波探测光束进行偏振旋转控制,经过可调谐光学滤波器滤波和起偏器的偏振选择之后,偏振旋转探测光束转化为强度已调光信号,在合理选择强度调制静态工作点和设置偏振控制器的状态条件下,最终产生了高质量的频移键控射频信号,实验结果与理论分析相吻合。该方案的提出有助于突破电子学的带宽瓶颈,为未来实现超宽带的,格式透明的全光信号处理提供了单元技术解决方案。2.基于双平行马赫-曾德尔调制器(DPMZM)的调制特性,结合光陷波滤波器(ONF)的使用,提出了高线性度大调谐范围的微波光子陷波滤波器的实现方案。通过对双平行马赫-曾德尔调制器幅度和相位上的调谐和处理,实现了光载波信号的单边带调制,抑制了三阶交调信号的产生,降低了非线性效应,提高了微波光子陷波滤波器的动态范围;同时,通过调整可调谐激光器的中心波长,实现了微波光子陷波滤波器在16GHz到26GHz的频率范围内的连续可调与高线性滤波。