高质量的微波信号源是所有微波领域应用的基础,优质的微波信号在民用通信、仪器测量、航空航天、雷达、电子对抗等诸多方面都有着广泛的应用。微波光子学作为一门新兴的学科,是微波技术和光子技术相互融合的产物,满足了微波信号在光纤中传输等应用的需求。在光子领域,光生微波信号技术可以避开较为复杂的半导体工艺,光电振荡器(Optoelectronic Oscillator,OEO)就充分利用了光纤技术的优点,它能同时输出具有可调谐性的光、电信号且其相位噪声与振荡频率无关。作为一种新型的微波信号发生装置,光电振荡器能够产生频率从几MHz到上百GHz、Q(quality)值高达1010、低相位噪声的高品质信号。本文研究主要侧重于利用光滤波技术改良现有的光电振荡器的系统。首先从理论上分析得出了基本结构下单环路及双环路光电振荡器起振的阈值条件,并研究了信号的振幅大小、起振频率、需要满足的相位条件以及系统的噪声。将具有高Q值滤波特性的法布里-珀罗(Fabry-Perot,F-P)标准具及光纤耦合器构成的微环结构等光学滤波手段巧妙地运用到光电振荡器系统中,可以把光纤延长线长度缩短至10米以下,同时实现系统滤波选频的功能。本文对基于光滤波器F-P标准具的单环路光电振荡器的振幅及频率进行了详细的分析和仿真计算。这种结构下的光电振荡器要求F-P标准具的反射率高,因此光路损耗较大,对放大器增益的要求也随之提高。本文在此基础上对系统的结构进行优化,将环路增至两条,利用双环路选频的作用,可以降低标准具的镀膜层的反射率,并进一步缩短所使用光纤延迟线的长度,实现稳定的输出。论文最后一部分完成了几种典型光电振荡器的实验研究:(1)搭建了基本结构的光电振荡器的实验平台,使用陶瓷电滤波器实现频率为10 MHz以下的光电振荡器;(2)利用中心频率为90 MHz滤波器搭建光电振荡器系统;(3)由梳状滤波原理,在现有实验条件的支撑下,采用耦合器构成微环代替F-P标准具构成光学滤波器,并运用到光电振荡器系统中,产生8.80 GHz的振荡信号,其主要特点是在该结构下可以完全不使用长光纤进行储能,并且通过使用两个级联的光滤波器使得振荡信号的边摸抑制比得到提高;(4)对实验结果进行了详细的分析和对比。