一束高强度的光脉冲经过非线性介质,由于一系列非线性过程导致的极端频谱展宽称为超连续谱产生(Supercontinuum Generation)。超连续谱光源在波分复用系统、高精密光学频率测量、生物光子学、光源检测等领域有着重要应用。光纤中的超连续谱产生在理论上和实验上已经发展的相当成熟,然而基于光纤介质的超连续谱光源体积偏大,不利于集成。硅的非线性系数比二氧化硅大两个数量级,硅基波导的高非线性、色散可调节性以及CMOS兼容性使其成为优良的非线性平台。然而,双光子吸收、自由载流子吸收和较窄的拉曼增益谱宽严重制约了硅基波导中的频谱展宽,这使得硅基波导中的超连续谱的频谱展宽系数远小于光纤中的展宽系数。本文中,我们讨论了硅基波导中的非线性效应,推导了硅基波导中的脉冲传输方程,得到了传输方程的时域与频谱表达式,在此基础上我们研究了传输方程的数值解法,得到了一种基于四阶Runge-kutta算法的常微分解法。通过数值仿真,我们系统研究了硅基超连续谱光源的产生机理。我们首先比较了自相位调制与自由载流子色散对脉冲传输的影响,以及双光子吸收与自由载流子吸收的相对作用,并且我们还讨论了调制不稳定性对脉冲传输的影响。最后,我们总结了硅基波导中频谱展宽受到的限制因素及其影响机理。在此基础上,我们提出了一种改进的脉冲形状调节(pulse shaping)方法,这种方法通过频域立方相位改变脉冲形状来降低自由载流子吸收的影响,同时加入初始啁啾来促进自相位调制效应。这种方法不仅可以突破频谱展宽的限制,还能极大的提高输出频谱的稳定性与相干性。仿真结果表明:通过对输入脉冲进行形状调节,不仅大大提高了输出频谱的展宽系数,而且输出频谱在100纳米范围内都具备高相干度,其信噪比可达到15dB。与常用的种子光注入方法相比,我们提出的方法不需外加种子光,降低了系统的复杂度,为发展片上超宽带光源提供了一种新的思路。这种稳定的硅基超连续谱光源在频谱检测与光通信领域有着重要的应用。