模数转换器（Analog-to-digital converter, ADC）是连接模拟世界和数字世界的桥梁,是发展超宽带数字系统的关键前端接口器件,现代数字系统的飞速发展对现有电子ADC提出了严峻的考验。为了从根本上解决微电子技术中固有的电子瓶颈问题,全光ADC提出运用光子技术对模拟信号进行数字化处理,可以实现电子ADC所无法实现的大带宽高速率等性能。现存的全光ADC研究方案中依然存在很多问题,其中包括大模拟带宽的情况下很难获得高量化分辨率、集成化、小型化和低功耗等关键问题。全光ADC主要包括三个部分,即采样、量化和编码。其中对模拟信号的全光采样问题,在过去的几十年间已经得到了充分的研究。而全光量化作为全光ADC中的关键部分,其实现技术仍有待提高。本文针对全光量化中现存的问题,围绕三阶非线性光学效应、高相干性超连续谱产生、高性能全光量化的方法等展开深入研究。研究的主要内容和取得的主要创新性成果概括如下:本文的主要工作有以下几个方面:1、对目前全光量化（AOADC）研究现状进行回顾,以及目前业界对全光量化的研究方向。2、仿真分析了 Ge_11.5As₂₄Se_64.5脊形波导产生高相干性超连续谱的结构参数和脉冲条件,波导在通信波长1550 nm有效模式面积为0.027μm2,非线性参数为137.8w-1m-1,为低功耗量化提供了实验支撑。3、研究了基于 Ge_11.5As₂₄Se_64.5/Ge11.5As24S64.5硫族化物波导的 3-bit和4-bit全光量化方案。首先通过数值仿真,实现了有效量化分辨率（Effective number of bit, ENOB ）达 2.98-bit 的量化精度方案。进一步仿真实现了 3.985-bit的ENOB,理论分析了实现更高比特位量化的可行性和限制条件,而且提出并验证了通过光衰减器进行量化的方案。以上研究为低功耗、可集成全光ADC的实现提供研究基础。本文的研究成果丰富了全光模数转换技术的相关理论,为非线性硫族化物波导器件在全光ADC中的应用探索了技术方案,为可集成、低功耗、高性能全光ADC的实现提供理论研究基础,有望在未来超宽带光通信网络和高速信息处理领域中得到广泛应用。