随着超快激光技术的广泛应用,高精度测量超短激光脉冲时间抖动特性的重要性已日益显著。目前时间抖动已经成为衡量光频梳、低相噪激光器、微波光子雷达等低噪系统性能的一个核心参数。因此,对其进行精确测量现已成为一项具有重要意义和应用价值的研究工作。传统的直接探测法受限于微波振荡器的本地噪声或光电探测器的噪声,导致测量精度较低,导致在实际应用中无法实现对极低时间抖动参数的高精度测量。光外差、光学互相关等光学测量方法存在着系统庞杂的缺点,并且均对参考源和被测源有较高要求。为了有效实现对阿秒级别时间抖动的测量,本文研究了一种高精度、无参考源的时间抖动测量方法,主要基于长光纤延迟线技术和光外差技术实现对时间抖动的超高精度测量。该方法在满足高测量精度的前提下无需使用两个相似待测源,因此极大降低了测量系统的复杂程度和实现难度。本文针对该方法进行了理论研究和仿真模拟,以下为已完成的主要研究工作:1、本文针对现有高精度无参考源测量系统理论模型不清晰、核心问题阐述不明等问题,以传输方程为核心,详细展示并推导了此系统的噪声理论和时间抖动计算过程:将测量系统得到的电压噪声功率谱密度转化为频率噪声功率谱密度再到相位噪声及时间抖动功率谱密度。此外,在分析噪声理论的过程中阐明了系统核心问题之一的伪像峰机理,使得整个系统模型及时间抖动计算过程更加清晰,便于理解。2、仿真测得10 GHz载频处频率偏移10 MHz处的本底噪声为7.74×10^-15fs²/Hz（相当于-228 d Bc/Hz）,从10 k Hz到10 MHz频率偏移的RMS时间抖动仅为244 as,从理论上证明了测量系统可以实现的高测量精度。3、针对现有测量方法在光纤干涉仪处损耗过大、光电探测器前参考信号与待测信号存在的时延问题,本文对系统结构进行了显著的优化。本文取消了滤波子系统部分,将声光调制器输出的光信号直接作为参考信号并与原待测信号合并后直接进入信号提取部分,并且由干涉仪部分和信号提取部分中两个保偏带通滤波器实现对参考光及待测光的滤波,极大地降低了测量系统的损耗（15 d B）。此外,在新的测量系统中信号测量部分前增加了延迟调节系统（光纤延迟线）,确保参考光与待测光在光电探测器处实现最佳拍频。4、本文在仿真过程中发现并提出了二次差频梳齿模型。在特定重复频率下,将二次差频梳齿滤波后用作混频梳齿,其可以在信号放大之前提前削弱参考光在光纤干涉仪中受到的环境噪声及声光调制噪声的影响,从理论上更能反映出抖动信息,从而使混频结果更具可信度。5、为了更好地为后续工程应用提供理论指导,本文针对测量系统的一些核心参数进行了对比仿真,在此基础上总结出了该系统性能的优化方案。仿真探究了系统测得的时间抖动与光纤延迟线长度、光带通滤波器带宽、光带通滤波器及电带通滤波器类型的关系,通过对比各测得的时间抖动精度选择出最佳的测量系统参数,也为后续工程上优化测量系统结构和提升测量精度提供了理论指导。