光载无线(Radio-over-Fiber,RoF)通信技术由于具有无线微波通信的便捷性,以及光纤通信的大容量传输能力等特性,在下一代宽带无线通信技术中具有诱人的应用前景。而作为关键支撑技术之一的光子微波技术成为近年来的研究热点。目前,国内外学者已经提出了多种光子微波方案,比如基于两独立激光的拍频获得微波信号的光外差法、基于光电调制器的外部调制法、基于多段集成的双模激光器的双模输出以及基于光电反馈环的光电微波振荡法等。这些方法也都有着各自的优势和缺陷。近些年来,利用半导体激光器的周期性振荡来获得光子微波的方案受到了相关学者们的关注。目前,从半导体激光器的周期性振荡中来获得微波信号主要利用的是边发射半导体激光器(EEL),对于近些年飞速发展的垂直腔表面发射激光器(VCSEL)的研究还比较少。而和EEL相比,VCSEL有一系列优势,如:低阈值电流、易集成、易与光纤耦合、大调制带宽、制造成本低廉等,很可能在将来成为代替EEL成为下一代光通信以及信号处理的核心器件。本文提出一种基于1550 nm垂直腔表面发射激光器(1550 nm-VCSEL)获取高质量微波信号的全光方案。在该方案中,通过采用波长位于VCSEL中被抑制模式的中心波长附近、振动方向与VCSEL中主导模式相同的偏振光注入(即平行注入)1550 nm-VCSEL获取高频微波,并借助双光反馈对该高频微波的线宽进行窄化。首先,基于VCSEL的自旋反转模型(SFM),从理论上分析了采用该方案产生微波信号的可行性。进一步地,构建了相应的实验系统,对该方案产生的微波特性进行初步实验研究。研究结果表明:在合适的注入条件下,1550 nm-VCSEL能够产生30 GHz左右的微波信号,但该信号的线宽较宽(百兆水平);引入双光反馈后,微波线宽可被压窄2个数量级以上,得到了线宽低于1 MHz,信噪比大于40 dB的微波信号。由于本文提出的方案为全光结构,不需要使用昂贵的高频电子器件,因此对于发展低成本、高性能的窄线宽光子微波技术可提供一定的技术借鉴。