微腔光频梳具有结构紧凑、低成本和高重复频率等优点，在天文光谱分析、任意波形产生和太比特量级相干光通信等领域有着重要的应用价值。本论文围绕光场在高品质因子光学微腔中的非线性传输和梳状光谱产生，开展了负色散光学微腔中强度调制稳态连续光场的非线性演化和梳状光谱产生、正色散光学微腔中暗脉冲的形成和相应的梳状光谱形状以及重复频率可调、低阈值双色泵浦微腔光频梳产生三个方面的理论研究工作。具体的研究内容和取得的结论如下:　　一、理论研究了负色散光学微腔中基于强度调制稳态连续光场非线性演化过程的梳状光谱产生方法。研究结果表明，光学微腔中形成单孤子或非均匀分布多孤子脉冲时，频率域对应产生模式间隔为一个自由光谱范围的梳状光谱。单孤子脉冲的光谱形状规则且呈现三角形的轮廓特征，而非均匀分布多孤子脉冲的光谱结构复杂并且谱线之间强度起伏不规则。当“图灵环”型的光场分布或均匀分布的多孤子脉冲形成时，频率域对应产生模式间隔为多个自由光谱范围的梳状光谱。对于“图灵环”型的光场分布，脉冲的个数和梳状光谱的模式间隔随群速色散幅度的增加而减小。对于孤子类型的光场分布，孤子脉冲的数目、分布方式和梳状光谱的模式间隔可以通过改变调制频率的方法进行控制。　　二、通过求解归一化的Lugiato-Lefever方程，理论研究了泵浦激光频率小于微腔共振频率时，正色散光学微腔中暗孤子和不同类型暗脉冲形成的条件、产生过程以及频域梳状光谱的形状。利用暗孤子的解析表达式对脉冲的包络进行拟合，验证了脉冲的孤子属性。同时，研究结果揭示了暗孤子形成的两种途径:1.通过光学冲击波的非线性演化过程产生;2.通过暗脉冲的非线性演化过程形成。进一步，利用光学冲击波和稳态连续光场之间的联系，推导了描述光学冲击波振荡波前结构的解析表达式。此外，数值计算和理论分析结果表明，泵浦失谐量小于3时，腔内除了形成稳定的暗孤子以外，对于合适的泵浦失谐量和泵浦强度组合，正色散光学微腔中还能够形成并传输多种类型的暗脉冲光场。论文中给出了不同泵浦失谐量情况下，稳定暗孤子和暗脉冲产生对泵浦强度的要求，同时计算了不同类型暗脉冲的强度包络和梳状光谱形状。　　三、研究了重复频率可调、低阈值双色泵浦微腔光频梳的产生方法。通过求解双色泵浦情况下光场演化的非线性薛定谔方程，理论研究了不同泵浦功率对应的梳状光谱形状和时域波形特征。计算结果表明，同单一泵浦情况相比，当采用两束频率不同的激光同时泵浦光学微腔时，在低泵浦功率情况下频梳主要的边带模式就可以通过非简并的四波混频过程产生。同时，由于泵浦模式和边带模式之间高的强度差，光场的时域波形由泵浦模式之间的拍频过程决定，按余弦规律变化，变化的频率等于泵浦模式之间的频率差。随着泵浦功率的增加，边带模式的强度和梳状光谱的带宽显著增加，微环腔传输光场的时域波形表现为“图灵环”型的分布方式。研究结果同时表明，泵浦激光之间的功率差可以通过级联的四波混频过程影响新产生的边带模式之间的相对强度。理论计算的梳状光谱和时域波形进一步通过双色泵浦微环腔光频梳产生的实验结果进行了验证。当泵浦功率小于腔内光参量振荡过程的阈值时，理论计算的模式间隔为1.47THz(30FSR)和1.96THz(40FSR)的梳状光谱和实验测量结果很好地吻合。此外，在高泵浦功率情况下，通过实验测量的10FSR(模式间隔为0.49THz)梳状光谱的自相关曲线可以推断，微环腔中形成“图灵环”型的稳定光场分布。