信息时代里,数字信号处理成为各种应用里的重要组成部分,而现实中大多数的信号是以模拟信号的形式存在的,因而急需完成从模拟信号到数字序列的转换,模数转换器(Analog-to-digital converter,ADC)正是这一关键器件。随着高速率、高带宽、高稳定性需求的不断提升,传统电子ADC所固有的诸多缺陷限制了它的发展,而全光模数转换利用光子技术,能很好地满足各种需求。利用电光调制器进行光量化是实现全光量化的有效手段。本文对MZ型调制器的光量化原理进行了详尽阐述,给出量化过程中的误差分析方法。提出了基于级联非对称马赫-曾德调制器(UMZM)的全光量化方案,推导了多个调制器级联的理论模型,通过软件仿真和数据分析,实现了利用3个波长的4bit量化分辨率。理论分析得到,当波长数达到129时,能够实现高达12bit的量化分辨率。另外,针对可能影响该方案量化分辨率的几个因素给出了仿真分析结果。本文研究了基于硅基波导的全光编码方法。给出了二进制码和格雷码的编码方案,并比较它们的不同和优劣。设计了用于编码的非对称Y型分支波导和三分支波导结构,探讨了不同的光编码结构的特点和编码性能,仿真分析了不对称Y型分支波导两个分支臂宽度差和折射率差对功率分配的影响,寻求进一步降低误码率、提高带宽的方法。