光学频率梳技术的出现,为实现光学频率的精准测量提供了可靠的解决方案。近年来,一种基于微谐振腔的克尔光频梳,以其卓越的光频梳性能和简单的实验配置成为研究的热点。自从在微环芯谐振腔中观察到克尔光频梳后,相关实验成果不断得到报道,相应的理论研究也逐渐得以完善。但是,目前克尔光频梳的产生方案仍存在很多不足,从而限制了进一步对克尔光频梳的应用研究。本文对基于微环谐振腔的克尔光频梳的产生原理与机制,性质以及相关应用展开了深入的理论研究,主要工作和创新如下:1.在微腔内由克尔非线性效应引起光学参量振荡的基础上,深入分析克尔光频梳在频域上的演变过程。通过微环内光场传输方程建立描述微环内克尔光频梳产生过程的LLE模型,包括微环损耗、色散和非线性效应等。利用MATLAB实现对克尔光频梳产生过程的数值模拟,根据其演变过程将其分为四个阶段,分析不同阶段中光频梳的表现形式和产生机制,并与近期报道的相关实验结果对比。2.目前实现相位锁定光梳主要通过扫描泵浦光频率在微腔内构造耗散腔孤子。在MATLAB中通过扫描泵浦失谐值,实现对耗散腔孤子产生过程的数值模拟。根据仿真结果,将微环内耗散腔孤子的演变过程划分为四个阶段,分析不同阶段下相应光频梳的噪声特性和相干特性,揭示耗散腔孤子以及相应相位锁定光梳产生的根本机制。此外,在对耗散腔孤子产生机制的深刻理解上,进一步通过降低泵浦光功率以减少微腔内的耗散腔孤子数量,从而改善克尔光频梳的平坦度。3.由于克尔光频梳具有频谱覆盖范围广、重复频率高等优点,本文提出了一种基于克尔光频梳的新型光子信道化接收方案。首先,在OptiSystem中建立基于克尔光频梳的信道化接收系统,通过实现对宽带RF信号的频率检测验证了该信道化接收方案的可行性;其次,通过实现对加载在宽带RF信号上的模拟基带信号的接收,进一步验证了本文提出的基于克尔光频梳的光子信道化接收系统具有良好的接收性能。