光网络与无线网络的融合主导现代通信网络技术向大容量、长距离传输的方向发展,Radio over Fiber技术(ROF,无线信号光纤传送)已成为这一前沿领域的热点研究课题,并推动微波技术和光子学融合的新兴交叉学科——微波光子学的迅速发展。用先进的微波光子学技术解决超宽带信息传送问题在无线通信、军事等领域有重要的应用前景而引起了世界各国的重视。本论文围绕微波光子学技术的若干关键功能的物理实现,研究相关的光学调控机制,主要包括微波毫米波的全光产生及微波光子滤波。通过光纤激光器的锁模效应,采用单一商用调制器实现了高次谐波的产生;并利用二次谐波锁模和FBG滤波器相结合的方式实现了对多余谐波的滤除。利用在10GHz信号源和强度调制器,通过腔外滤波的谐波锁模和腔内滤波的注入锁模光纤激光器两种方法实现了四倍于调制器驱动频率的毫米波拍频光源;通过拍频产生了相位噪声<-66dBc/Hz@1kHz ,频率为40GHz的毫米波。通过级联两个强度调制器实现了高次谐波的产生;利用调制器工作点的设置及对谐波光相移差的控制实现了对多余谐波的滤除。使用10GHz信号源、两个强度调制器和一段可调光延迟线,实现了四倍于调制器驱动频率的毫米波拍频光源;通过拍频产生了谐波抑制比大于20dB、相位噪声<-66dBc/Hz@1kHz ,频率为40GHz的毫米波。通过级联调制产生了多个抽头,实现了等频率间隔抽头加色散媒质的微波光子滤波器,并通过调节调制器直流偏置、驱动频率以及谐波光相移,改变了抽头数目、频响曲线的形状以及自由谱区,对通过级联调制和光相移控制实现微波光子滤波器(MPF)的重构和调谐进行了论证;最后,利用光纤中的四波混频效应进一步增加了抽头数目,使MPF的Q值达到20。利用光纤双折射效应实现两抽头负系数MPF,在此基础上通过强度调制增加抽头的数目,获得了带有负系数的四抽头和六抽头MPF。