光频梳在时域上为一系列等间距的飞秒激光脉冲，频域上为离散的、等间距的像“梳子”形状的光谱。光频梳能广泛应用于频率的计量、时钟校准、导航、高精度测距、光学通讯和任意波形产生等;此外，光频梳在生物医学领域也有重大的应用前景，光频梳能灵敏检测空气中的微量分子成分，用于新型医疗光谱测量仪器和高灵敏度“分子指纹”探测仪。除了上述传统的应用之外，当前光频梳还可以应用于量子信息处理，相应地光频梳也在向“量子频梳”方向发展。　　本文采用非线性Lugito-Lefever方程模拟了各种强度的泵浦光条件下，泵浦光频率失谐量、泵浦光强度和色散对孤子的非线性能量转化效率和频域包络平坦性的影响，并得到了高非线性转化效率和频域高平坦度的孤子应该位于“分叉图”中双稳态下分支附近的结论。根据反馈的方案提出了一种提高能量转换效率但不影响孤子频域平坦度的系统，并分析了反馈光与泵浦光的相位差对系统稳定性的影响。　　根据改进的Lugito-Lefever方程模拟了不同功率双泵浦注入情况下光频梳的产生特点。正常色散情况下光频梳产生为无阈值的四波混频过程，梳齿间距由两束泵浦光之间的频率差决定;反常色散情况下，当主泵浦功率低于阈值时，光频梳产生特性与正常色散时相似，但是当主泵浦功率大于阈值时，反常色散微腔中的本征梳齿被激发，两种机制的光频梳同时存在，形成了较为复杂的光频梳。通常在反常色散情况下，双泵浦注入获得的光频梳带宽较宽。双泵浦注入的实验证明了在正常色散情况下，光频梳产生为无阈值过程且梳齿间距由两束泵浦光之间的频率差决定，该结果与模拟结果吻合。　　根据非线性耦合模方程重点讨论了反常色散情况下，局部色散变化对光频梳产生过程的影响。在反常色散微腔中，局部色散的变化不仅能改变光频梳第一阶带边的位置，还能使光频梳在Ⅰ类梳和Ⅱ类梳之间转换。当系统（光频梳）处于LL方程的周期解和准周期解的交界附近时，通过微扰（调整局部色散）的方法能够使光频梳在周期解和准周期解之间相互转换。通过更深入的模拟和分析，发现光频梳在产生的过程中，能量会根据瞬时相位匹配和模式竞争的结果在不同模式之间进行分配和流动。　　实验产生光频梳的关键因素在于色散的调控和高Q值微环谐振腔的制备。本文使用有限元方法模拟了氮化硅波导和Si波导的色散特性，并总结了两种材料波导的色散特性与波导宽度，波导厚度以及刻蚀深度的关系。根据色散调控的原理提出了一种色散平坦的slot波导，该波导由于采用了负温度系数的填充材料具有温度补偿的特性。模拟结果表明这种温度自补偿的微环（波导）在温度升高情况下光频梳的输出稳定性远远高于传统条形波导;根据正常色散和反常色散波导分别设计了基于CMOS工艺的制备流程。