随着无线电技术的发展,各国对于电磁频谱资源的争夺形势已经日渐严峻,美国国防部先进项目研究局(DARPA)已将扩展人类可利用的电磁频率谱段的产生方法列入人类未来发展所亟待解决的最优先四个研究领域之一。其中为解决高频情况下的“电子学瓶颈”难题,人们开展了微波光子学研究领域。微波发生源的方法中,光电振荡器具有信号频率高、相位噪声低等优点而被广泛研究。本文首先分析了光电振荡器的国内外动态,分析介绍了传统光电振荡器系统原理,重点研究了光电振荡器相位噪声性能,通过仿真和实验得到了一些系统相位噪声的抑制方法。本文首先根据前文所述关于光电振荡器微波振荡频率与微波相移的影响关系,考虑在避免高频相移器件使用的同时,控制光电振荡器中微波信号的相移。理论研究并改进了基于偏振调制器和偏振控制器的光电振荡系统,为光电振荡器的频率微调提出了基于偏振控制的频率调谐新方法。并且推导证明基于功率鉴别方法实现系统的锁相稳频的可行性。最后,本文为解决光电振荡器调谐范围小,调谐步进大,调谐精度低的问题,设计研究了一个基于载波抑制单边带调制技术的混合光电振荡器系统。考虑到小步进频率调谐信号没有经过光电振荡器环路的储能反馈环路,所以此信号水平必然有所恶化,为尽量减少此调制和差频过程所造成的恶化程度,分析了采用平衡探测手段对于最终信号噪声的改善情况,并在仿真中得到了非常好的噪声抑制表现。进而研究了光功率放大器对于系统噪声的影响,计算和数值仿真表明不同的平衡探测系统中,EDFA均能够抑制系统噪声。