相比较于模拟信号,数字信号在数据处理、存储、传输等方面有着明显的优势。信息数字化的前端,需要高灵敏度、高速的模数转换器（analog-to-digital converter,ADC）来实现模拟信号到数字信号的转换。受限于电子采样的准确性和速度瓶颈,电子ADC已难以满足不断发展的高速率和大带宽模拟-数字信号转换的要求,基于光学采样技术的光子ADC有望突破电子ADC的瓶颈制约。但是,集成光子ADC的性能发展还远未满足应用发展的需求,单元设计及器件实现仍有诸多工作需要开展。本文对基于硅基波导四波混频（Four-wave Mixing,FWM）效应及光学并行多通道技术的集成光采样单元进行了设计与仿真,主要工作如下:1、根据设计预期指标对硅基集成全光采样的模型进行了设计分析,按照终端数据处理模块、光采样核心模块、光采样脉冲模块的构成,进行了各构成模块的指标分配分析。2、对基于电光调制无腔脉冲源产生方法的采样脉冲种子源进行了模型设计,分析了不同调制参数对采样脉冲光频梳（Optical Frequency Combs,OFC）种子源主要性能参数的影响,通过色散补偿光纤（Dispersion Compensation Fiber,DCF）压缩采样脉冲时域波形的方法,模拟仿真得到了最优化的DCF长度以及具有最小脉宽的采样脉冲OFC种子源,然后提出利用4路时间波长交织实现种子脉冲源重复频率四倍频提升的方法,并进行了仿真分析。3、对基于硅基波导FWM效应的光采样核心模块进行了建模设计,研究了波导的有效模场面积、双光子吸收（Two-Photon Absorption,TPA）、自由载流子吸收（Free-Carrier Absorption,FCA）和线性传播损耗对波导插入损耗的影响,并给出了硅基波导的评价指标,提出了硅基波导的优化建议,模拟仿真得到最优波导长度下的泵浦功率及最优转换效率。4、设计构建了硅基集成全光采样仿真模型,模拟仿真了40GHz重频的采样脉冲对20GHz、10GHz和5GHz信号光的采样,分析了多通道一致性对于恢复信号质量的影响,从通道间采样脉冲的幅度不一致性以及采样脉冲的时序不一致性方面分析了其对模数转换系统精度产生的影响,并得到了系统能够容忍的多通道一致性误差范围;同时对不同信噪比的待采样信号在系统中的恢复进行了分析,得到了系统对信号的容差程度。通过对基于硅基波导FWM效应及光学并行多通道技术的集成光采样单元的建模仿真,分析得到系统各个部分的性能需求,分析了不同性能参数对系统精度的影响。本文对实现高转换效率、集成化的模数转换单元的研制具有一定的基础性的参考意义。