互联网的普及和高速数据业务的兴起,网络带宽需求便出现爆炸式增长。随着光纤通信的发展,固网接入“光进铜退”的光纤到户,移动互联网的全面普及,高速增长的视频业务需求,云计算,云存储和数据中心的整合都对网络带宽提出需求。IEEE的报告指出,按照目前的发展趋势,2015年以太网将实现1Tbps线速,到2020年实现10Tbps。现有的10G、40G技术,已不能满足带宽的巨大需求。现今世界上传输方面的前沿性研究都在围绕单根光纤实现Tb/s甚至Pb/s的传输系统展开。目前提高数据传输速率的有效办法是采用高阶调制格式结合各种复用技术。相关课题组的太比特高速光纤通信传输系统的实现多是采用QPSK或16QAM等高级调制格式与偏分复用及波分复用技术结合的方案。波分复用技术利用在多种不同波长的光载波信号(携带各种信息)耦合到光线路的同一根光纤中来进行传输,来达到高的传输速率,除了现已商用的偏分复用结合相干波分复用技术(Co-WDM),还可以采用频谱效率更高的正交频分复用技术(OFDM)。技术的核心是采用多波长的光源,现阶段多采用的多个波长的激光器作为系统光源,不但成本高,而且激光器之间的频率不稳定性都是问题,因此频率锁定的稳定的多载波光源是需要攻克的难题。基于单边带调制器的基于循环频移器的多载波光源是相对较佳的实现方案。近些年有很多针对多载波光源稳定性的研究,其中包括I/Q调制器的电压误差对多载波平坦性及信噪比影响的分析,以及针对多载波光源性能的最优化设计。然而系统中的器件特性对实现符合传输系统要求的多载波光源还是有相当大的影响,首先系统中的I/Q调制器是偏振敏感器件,只能针对某个偏振态的信号光进行调制,系统中信号光偏振态会随机改变,因此偏振控制器能够确保信号光完全被IQ调制器调制,为载波的稳定性提供保证；其次,链路中用来控制多载波数目及范围的光带通滤波器的特性也对多载波的平坦性及稳定性有关键的作用；再次,IQ调制器上的射频驱动信号对信号分量和串扰分量也有直接的作用；最后,链路中EDFA的放大能力也对最后载波的输出有重大的影响。因此,深入研究链路中器件的性能对多载波光源性能的影响并对实验提供指导至关重要。针对以上,本文首先研究选择单边带调制的多载波光源的优势；紧接着分析了系统中重要器件的特性,包括偏振控制器,IQ调制器,光带通滤波器和光放大器；在此基础上,系统分析了各个器件的特性对于多载波输出的影响,包括理论分析,数值仿真和实验验证。最后再确保器件特性满足要求的条件下,理论分析和数值仿真了基于循环频移多载波光源的稳定性,在实验中也实现了高质量载波输出；最后简单探索了多载波光源(光频梳)在测量技术方面的应用。主要工作有以下几个部分：1.介绍基于循环频移器的单边带多载波系统链路中相关器件的理论知识,给出了偏振控制器、IQ调制器、光放大器、光带通滤波器的数学模型,为后续的系统讨论奠定了分析基础。2.建立了考虑偏振控制器,IQ调制器,光带通滤波器及光放大器对于多载波光源输出的影响模型,分别就偏振控制器的偏振特性,IQ调制器的射频驱动,光带通滤波器器的陡度和深度,以及光放大器的放大特性对输出的影响,在理论推导、数值仿真方面依次进行分析,同时给出了器件特性对于载波输出性能的实验结果。3.建立了在考虑三阶串扰的基于循环频移器的单边带多载波光源系统的稳定的稳定性分析模型,给出了多载波光源的稳定性表达式。4.搭建实验系统,设置器件参数,通过理论研究和数值仿真指导实验,获得稳定平坦的多载波输出频谱。5.在得到稳定平坦多载波(光频梳)输出的基础上,讨论光频梳在测量技术方面的应用。综上所述,本论文从多载波输出的性能着手,对影响适用于太比特传输系统的基于单边带调制器的循环频移(RFS)多载波光源的性能的因子做了系统的研究。包括理论分析和数值仿真,最终在实验中通过对每一个器件特性的设置,得到了满足平坦性和稳定性的多载波光源。