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微波信号的光域产生和混频是实现高性能微波光子链路的核心议题之一。本文从光子学微波信号的产生及混频技术的具体应用出发，基于激光的偏振调制和控制技术，在光电振荡器、光子学微波倍频器、光载无线电系统以及相干外差光通信链路等具体细分方向上，展开了一系列的研究工作，具体如下: 1.对基于偏振调控的规则微波光子信号的产生及应用进行了研究。在光生窄带微波方面，一个基于铌酸锂马赫曾德尔调制器的偏振相关特性的倍频光电振荡器和一个基于高非线性光纤的非线性偏振旋转效应的全光微波倍频器被分别提出和论证。在光生超宽带规则脉冲信号方面，提出了一个基于偏振调制的信号的产生方法来避免超宽带信号与现存窄带通信信号的干扰。基于该方法的光载无线电链路传输特性也被介绍和分析。 2.对光电振荡器的混沌动力学输出特性及其应用进行了研究。具体分析了应用偏振调制构建二抽头负系数微波光子滤波器，对混沌光电振荡器输出的超宽带信号的频谱进行整形的实验效果。另外，基于此频谱可控的混沌光电振荡器，搭建了一个光纤分布超宽带类噪声雷达，经3km单模光纤传输之后，分辨率可达分米量级。 3.给出了一个基于偏振正交相位相关光的微波混频方案。与传统光子辅助微波混频方案相比，该方案能够在实现无中频的高阶矢量格式调制情况下，避免光载波间的相位随机起伏，进而保证输出微波信号的质量。基于此方案，分别搭建了一个类单边带调制的双向毫米波光载无线电链路，以及一个拥有简易接收机的双偏振相干超密集波分复用-无源光网络链路。低廉的基站或光网络单元成本以及良好的链路特性使得它们有望在下一代混合光无线网络中应用。