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随着固定网络和无线接入网络对带宽需求的急剧增长,光载射频通信（radio-over-fiber,RoF）技术因其在系统容量、带宽和移动性方面的优势受到了越来越广泛的关注。其中光生毫米波技术是RoF系统的关键技术之一。本论文主要对多倍频毫米波光学产生技术及其传输性能进行了研究。论文首先介绍了光生毫米波技术的基本原理及关键技术,然后提出了三种新型基于外调制器产生多倍频毫米波的方案,并对基于毫米波的RoF传输系统进行了研究,具体研究工作如下:1.提出了三种基于外调制的多倍频光生毫米波技术方案。方案一,基于一个集成的偏振复用双平行马赫曾德尔调制器（PDM-DPMZM）通过合理的设置射频驱动信号、偏振控制器的角度以及调制器的工作点来产生八倍频光学毫米波信号。该方案不需要任何光或电的滤波器,并且该方案对调制指数没有非常严格的要求;仿真结果显示,当调制指数设置在一个合理的范围（4.294.6）,可以由一个10GHz的射频驱动信号产生80GHz的毫米波信号,产生的电谱非常纯净,信噪比（SNR）达到了51.3dB;方案二,基于两个并联的偏振调制器（Pol M）实现十二倍频光学毫米波信号。该方案中偏振调制器（PolM）具备高的消光比并且不需要直流偏置,从而避免了直流偏置漂移问题,保证了系统良好的稳定性。方案三,基于两个级联的双偏振调制器（DPol-MZM）,不使用任何光和电的滤波器产生二十四倍频光学毫米波信号。通过合理的设置射频驱动信号、双偏振调制器（DPol-MZM）的工作点、光信号的偏振方向,产生了正负十二阶光边带。通过仿真实现了由一个5GHz的射频驱动信号产生120GHz的毫米波信号2.提出了一种基于集成的双偏振调制器（DPol-MZM）产生二倍频微波光子移向器的方案,仿真结果显示,通过简单的调节光的偏振方向,从检偏器输出的毫米波信号就可以实现0-360○相移,并且在相移调节过程中,信号的幅度始终保持不变。3.介绍了全双工RoF系统,并研究了基于十二倍频光生毫米波方案的全双工RoF链路,通过仿真验证了该链路的眼图以及误码率与接收光功率的曲线图,仿真结果显示:下行链路和上行链路在BTB情况下以及经过光纤传输10km、30km、50km后数据解调后的眼图的幅度和宽度没有发生变化,说明下行链路和上行链路均对光纤色散引起的周期性衰落及码元缩窄效应不敏感;对于下行链路,当接收到的光功率在-17.5dBm以上时,误码率均在10-10以下;对于上行链路,当接收到的光功率在-23.3dBm以上时,误码率均在10-10以下。4.简单介绍了太赫兹波技术,并提出了基于微波光子学产生太赫兹波的方案。仿真结果显示:通过25GHz的本振信号生成了0.3THz太赫兹波,生成太赫兹波的功率为90μW。