具有特殊时域波形的信号产生是微波光子学领域的一项重要研究内容,而三角波信号因其在时域范围内具有线性上升沿和下降沿,在全光信号领域具有十分广泛的应用。本文在以往研究的基础上对三角波信号的生成及应用,展开了一系列理论和仿真分析。本文分析了一种基于单驱动马赫曾德尔调制器的具有可调对称系数的三角波光学生成方法,采用拟合误差量化地评估生成波形的质量,并通过Optisystem软件进行仿真,验证该方案的可行性。同时利用光纤自相位调制效应,对生成的三角波信号的波长转换现象进行了研究。本文的方案主要解决三角波信号光学生成中的三大问题:1)光学滤波器或色散光纤不可替代;2)只能生成对称三角波信号;3)调制指数不能灵活调谐。论文首先介绍了以往产生光学三角波信号的方案,随后对方案中使用的核心器件马赫曾德尔调制器进行了详细的分析,在此基础上研究了本文的方案。方案中正弦信号驱动工作在推挽模式下的单驱动马赫曾德尔调制器,然后将从调制器输出的光信号分为两个分支,并由平衡光电探测器进行转换。通过理论分析和仿真实验,获得的主要成果如下:(1)研究并分析了具有可调对称系数的三角波光学生成方法,通过调节调制指数β、偏置状态φ和时延τ三个变量的值,可以实现三角波信号的生成。求出了具有不同对称系数的理想三角波的各阶谐波幅度之间的比值,绘制出了偏置状态φ和时延τ随调制指数β变化的关系曲线。从中可以发现,调制指数可以灵活调谐。(2)研究并分析了三角波信号的仿真实现。以调制指数β=1.4和β=1.6两组参数为例,通过Optisystem仿真生成了对称系数分别为25%、35%、45%、50%的三角波,从而验证了方案的可行性。绘制出了三角波信号的拟合误差随对称系数变化的关系曲线,当误差因子小于5%时,可以获得对称系数为20%～80%的三角波。(3)研究并分析了由光纤自相位调制效应引起的三角波的波长转换现象。通过Optisystem软件,从周期性三角波信号中得到了信号宽度为0.1 ns的单个三角波信号,使其通过高非线性光纤进行传输,得到了中心频率变化后的光谱。对比分析了信号的输入功率、高非线性光纤的长度、非线性系数以及光强随时间的变化对对称及非对称三角波信号波长位移的影响。发现三角波信号的波长位移与这些变量呈近似线性关系。同时分析了三角波的波长位移和转换效率与其对称系数的关系。发现非对称三角波信号的转换效率高于对称三角波信号。