随着超快光脉冲技术的快速发展,光学任意波形产生技术越来越受到人们的重视,在这种技术中,我们可以通过改变高速光脉冲信号中的参量来对输出光脉冲的形状和频率进行控制,从而打破了电子瓶颈对速度的制约,有着相当广阔的应用前景,比如,光通信系统中的码型产生、码型转换和色散补偿、任意微波信号的产生、大规模并行输入和输出、量子动力学、化学反应控制等领域。近几年来,真正意义上的光学任意波形的产生,即动态可调的高分辨率光脉冲整形系统装置正在被人们广泛地研究。本文首先介绍了任意波形光脉冲产生技术的研究背景,和几种产生任意波形光学脉冲的基本方法以及相关光学无源器件的基本工作原理和性能,提出了一种基于级联调制结构的任意光脉冲产生装置来实现动态的光脉冲整形。在该方案中,输入光学频率梳的幅度的独立逐条控制是通过利用每个级联的光学调制单元中的马赫曾德尔结构的干涉作用来实现的;通过对级联光学调制器中的光纤伸缩器的调控,可以实现对输入光学频率梳的幅度以及相位的动态逐行控制。每个光学调制器中只用了一个简单的均匀光纤布拉格光栅来滤出光学频率梳的每条谱线,节省了光纤布拉格光栅的数目;构建了连续的全光纤整形器,结构简单,稳定度高。本文的主要工作如下:(1)介绍了任意波形光脉冲产生技术的研究背景,和几种产生任意波形光学脉冲的基本方法,并着重介绍了任意波形光脉冲产生技术中的频谱操作法。(2)提出了单个FBG光学调制器阵列的任意波形光脉冲产生装置,幅度控制由每个光学调制器中第一个光纤伸缩器的调节,使光纤马赫曾德尔干涉结构双臂之间产生相位差来实现,通过每个光学调制器中第二个光纤伸缩器调节滤出信号的相移来实现相位控制。对系统的整形原理进行了数值分析,建立了数学理论模型。然后简述了相关光学无源器件的基本工作原理和性能,即光纤布拉格光栅(FBG)滤波原理、光纤拉伸器(FS)的相位控制原理。(3)利用Matlab2012b仿真,我们得到了理想和非理想条件下各种波形的光脉冲序列,比如双峰高斯光脉冲、矩形光脉冲,以及理想情况下不同复杂度的高斯光脉冲序列。利用软件仿真了O-AWG系统的整形过程,对理想情况下提出的O-AWG系统产生的任意波形光脉冲和用户自定义目标波形进行了相似性分析。(4)分析了级联光学调制器整形装置中各种因素对整形性能的影响:输入光学频率梳对输出脉冲序列的影响;中心波长对应的FS引入的不同大小的相位误差;不同阶数FS引入相同相位误差。