本论文首先从电子模数转换器的原理、发展状况引出电光模数转换器,阐述了电光模数转换器的优势及意义,简要介绍电光模数转换器的四种基本技术:光时分复用、光波分复用、光脉冲时域展宽及基于相位编码的电光模数转换器的基本原理,从以上四个方向总结了电光模数转换器的发展过程及趋势。本论文主要对相位编码电光模数转换器进行了研究,提出了一种新的基于Mach-Zehnder调制器级联的波导电光模数转换器方案,目的是更有效的提高电光模数转换器的转换精度。阐述了该方案的理论依据,计算并分析了相关的性能特点,并与泰勒方案及其改进方案电压加倍方案在调制频率及调制带宽上进行比较,总结各自的优缺点。利用电压加倍、调制器级联及光时分复用方案设计五位电光模数转换器。分析各方案设计五位精度的电光模数转换器的可能性、优缺点、实验中可能存在的问题和解决方案。针对电压加倍方案,对电压加倍输出采样信号频率增加但幅度减小的问题进行分析,提出可能的原因;针对调制器级联方案,仿真分析级联型电光模数转换器的五位输出;针对光时分复用方案,分析系统的四种噪声,以及各噪声对系统有效精度的影响。实验验证级联型电光模数转换方案的可行性。测量Mach-Zehnder调制器的调制曲线,对一位Mach-Zehnder调制器的采样性能进行测量并分析,提出一种改变调制器偏置电压使输出光脉冲频率加倍的方法。对两个调制器级联后的输出光脉冲进行测量,与第一位输出进行比较,实验证明本论文提出的级联型方案的可行性。