高速模数转换器在下一代信息系统如雷达传感,医学成像和超宽带通信系统等有重要应用。传统电子模数转换器存在两个主要瓶颈——采样抖动和比较器模糊,在模数转换中利用光学技术可以提升系统的有效采样率及最大输入模拟带宽。实现方式之一是利用光学时间拉伸结构减慢待处理信号,即实现信号的降频。但有三个问题在光学时间拉伸模数转换系统中十分突出,由光纤色散引起的功率周期衰落、由光脉冲包络引起的信号失真和由调制引起的谐波失真。利用耗散孤子光脉冲具有高能量谱密度和平坦宽光谱特性,可以极大地改善光学时间拉伸系统的性能。因此,对基于耗散孤子的光学时间拉伸模数转换技术的研究具有重要意义和应用价值。本论文针对上述的光学时间拉伸模数转换系统中的问题,提出了基于耗散孤子光源的时间拉伸方案。主要开展的工作如下:通过实验搭建了具有大能量谱密度和平坦宽光谱特性的光脉冲输出的耗散孤子光纤激光器,将其用于互补双输出光学时间拉伸系统中,降低了光包络对系统性能的影响;结合数字域中简单的算法,消除了偶次谐波、削弱了奇次谐波。实验获得了拉伸倍数为10,有效采样率为100 GS/s、有效位数为4.4 bits的光学时间拉伸模数转换系统。其次,为了解决光学时间拉伸方案中因色散功率代价导致的系统模拟带宽受限的问题,对基于耗散孤子的单边带调制系统进行了研究。结合仿真对双边带调制系统和单边带调制系统的性能用时间带宽积进行综合评估;在没有使用光放大器的条件下,实验搭建的单通道单边带调制系统实现了 3.1 bits的有效位数,并在实验中探究了影响系统3 dB带宽的其他因素。