光电振荡器作为一种新型振荡器,具有频率高、频谱纯度高、相位噪声低的特点,在新一代通信系统、高精度无线感知与测量系统、多普勒域雷达探测系统等领域具有广阔的应用前景。但由于光纤与滤波器对环境温度敏感,光电振荡器在高低温环境下难以实现相位稳定,导致光电振荡器难以实用。针对这个难题,本论文对影响光电振荡器环路相位的温度因素进行理论分析与实验测量,并对其进行相应的控制以实现相位稳定,最后对基于该方案的光电振荡器进行三分之四倍频研究,实现了温度变化条件下光电振荡器及其三分之四倍频系统的稳定输出。本文的主要研究内容和创新性工作如下:1.理论分析和实验测量关键器件的温度特性对光电振荡器的影响,得到了温度与光电振荡器关键器件幅相响应的关系,其中长光纤和窄带滤波器在温度变化条件下的相位波动对光电振荡器环路相位影响最大。2.设计了长光纤的温度控制单元并进行了数值仿真及实验验证,实验结果表明,温度在-10℃～50℃内变化时,相对光纤长度变化量由未控制时的0.5 m降低到控制后的≤0.02 m,证明了该方案对光纤温度控制的有效性。3.提出了一种下变频移相方案,可快速、高精度、大范围进行微波移相,可实现对光电振荡器环路进行统一的相位补偿从而实现光电振荡器的相位稳定。对基于所提出的温度控制与微波移相方案的光电振荡器整机进行了温度测试。结果表明,整机输出频率漂移由500 Hz减小至100 Hz内,证明了所提出的相位稳定方案能够有效提升光电振荡器频率稳定性。4.提出了一种基于光电振荡器的三分之四倍频技术,采用上述温度控制与相位控制技术将频率漂移由5.062 MHz降低到17 Hz。