进入数字化信息时代以来,模数转换器已被广泛应用于生产生活中的各个重要领域,并被视为数字信号处理技术中的关键技术。与电子器件相比,光模数转换器能够克服其具有的不稳定因素,目前已提出的大多数全光量化解决方案均利用km级的长距离光纤中的非线性效应实现量化,然而长距离光纤并不利于信号处理系统中器件的集成。因而本文主要讨论了硅基波导在全光量化方案中的相关应用。本文介绍了模数转换器和全光模数转换的发展历史以及实现方案,并重点介绍了基于孤子自频移的量化方案以及基于此方案下量化比特的提高方法。从麦克斯韦方程组推导广义非线性薛定谔方程,并阐述了求解该方程的两种数值解法,即分步傅里叶法和龙格库塔法。阐述了光波导的色散效应和非线性效应。从光子集成技术出发,分析了硫族化物硅基波导相比传统SOI在性能和制备上的优势,详细介绍了硅基波导的四种结构。分别设计了用于实现孤子自频移以及频谱压缩的普通槽型波导和锥形槽型波导。仿真分析了两种波导结构的色散和非线性参数,验证了输入脉冲参数对孤子自频移过程和频谱压缩过程的影响。然后提出了一种基于硫族化物硅基波导实现全光量化的级联方案,基于孤子自频移和色散递增频谱压缩理论,仿真研究了 32个在1550nm波段的波长且峰值功率均匀分布的量化脉冲在两个波导中的传输过程,分析了不同量化方案下的量化性能。根据仿真结果,所提出的基于硫族化物硅基波导量化方案能够实现5bit的量化分辨率。