具有高重复频率的宽带相干平坦光频率梳适用于微波光子、波分复用和光任意波形生成等。光学频率梳由具有相同时间间距的超短激光脉冲串构成,其频谱形如梳子。频域的每个频谱分量间隔固定,并对应时域脉冲的重复频率。时域单一脉冲的傅立叶变换对应光频率梳频域光谱包络。当高功率光脉冲输入到高非线性光波导的正常色散区域时,经过自相位调制和光波分裂效应的作用,光脉冲的时域脉冲和频域频谱均会展宽且平坦,同时频谱保持良好的相干性。本文主要对基于五氧化二钽光波导和砷镓铝光波导在1550nm波段处产生高重复频率宽带平坦光频率梳进行了深入地研究,主要研究内容如下:（1）对光脉冲在正常色散和反常色散非线性波导中传输的频谱和脉冲演化情况分别进行了阐述。对多模五氧化二钽光波导的准TE₀基模进行色散调控。基于脉冲泵浦正常色散五氧化二钽光波导仿真实现了近50nm带宽平坦光频率梳。分析了不同脉冲峰值功率、脉冲半宽度、脉冲初始啁啾、脉冲形状、波导各阶色散以及损耗等参数对产生光频率梳的影响。同时利用脉冲孤子压缩技术提高脉冲峰值功率,基于脉冲泵浦反常色散级联正常色散五氧化二钽光波导仿真实现了近60nm带宽平坦光频率梳,实现光频率梳性能的提升。（2）对多模砷镓铝光波导的准TE₀模式进行色散调控。另外,研究了光脉冲通过反常色散砷镓铝光波导产生的光频率梳的平坦度和相干性。基于脉冲泵浦正常色散砷镓铝光波导仿真实现近200nm带宽平坦光频率梳,同样分析了脉冲各类参数、色散和损耗等变化对产生的平坦光频率梳的影响,重点研究了不同形状光脉冲输入情况下所产生光频率梳时谱图的特性。对比分析了不同材料平台产生平坦光频率梳的性能。（3）对倒锥子结构端面耦合波导以及Spiral长波导中的欧拉弯曲波导进行仿真分析。结合FDTD方法研究了利用倒锥子结构波导实现光纤和条形多模五氧化二钽光波导的端面耦合,分析了倒锥子结构的波导的起始宽度对耦合效率的影响,仿真实现近85%的准TE₀模耦合效率。对比分析了具有各阶准TE模电场强度分布的光场分别通过圆弧形弯曲光波导和欧拉弯曲光波导后得到的全部波导模式传播的电场强度分布和各阶准TE模能量占比。验证了Spiral长波导中的欧拉弯曲光波导可有效解决多模宽波导中的弯曲损耗以及高阶模式激发等问题。