任何类型的信号都会占据一部分频段,随着近年来信息科技快速发展,目前的可用频段越来越少,对高带宽、高频率载波信号的需求越来越迫切。微波是波长在0.1 mm到1 m之间电磁波的统称,是一种高质量、大带宽的载波信号,目前最主要的应用是通信和雷达,此外,在测量、加热和遥感等领域也有广泛的应用。受到“电子瓶颈”的限制,传统利用电学原理产生微波的方法已经难以满足对微波信号源性能的要求。光电振荡器是光生微波中的一种方法,它充分利用了光纤技术低损耗、大带宽的优点,能够产生振荡频率高(GHz量级)、相位噪声低(<-100 dBc/Hz)的高品质微波,同时还具备可调谐性,在光生微波领域有着突出的表现,确实是一种非常理想且具有巨大潜力的微波信号源。本文主要研究领域是光域滤波的光电振荡器,结合了光电振荡器和微波光子滤波器进行研究,利用光学滤波器构建微波光子滤波器,进一步设计光电振荡器系统。首先,详细分析了光电振荡器的原理,通过数学推导得到了光电振荡器的起振条件和相位条件,并对频谱性质和相位噪声也进行了分析,同时讨论了微波光子滤波器应用于光电振荡器的可行性。在理论分析的前提下,分别基于单个和两个可调谐光学滤波器,构建微波光子滤波器,并以此设计了两种基于光学滤波器的光电振荡器理论方案,并进行了仿真验证。在考虑实验室实际情况的前提下,又提出两种可进行实验的,不同结构的微波光子滤波器:利用马赫-增德尔干涉仪进行光谱切割实现的多抽头正系数微波光子滤波器和利用啁啾布拉格光栅进行相位-强度调制转换实现的两抽头负系数微波光子滤波器。并在此基础上进一步设计了相应的光电振荡器系统。最后利用仿真的参数和结果对上述两种光电振荡器系统进行了实验研究。在基于光谱切割微波光子滤波器的光电振荡器方案中,实现了3.4-5.4 GHz的可调谐单模振荡,其中振荡频率为4.3 GHz的振荡信号边模抑制比达到65 dB,相位噪声性能为-84.3 dBc/Hz@10 kHz,6小时内最大频率漂移为13 kHz。在基于PM-IM转换微波光子滤波器的光电振荡器方案中,实现了振荡主模为1.811 GHz、1.86 GHz和1.49 GHz三种多模振荡,其中振荡频率为1.81GHz的振荡信号边模抑制比达到80 dB,相位噪声性能为-97.1 dBc/Hz@10 kHz,6小时内最大频率漂移为9 kHz。