光学频率梳在时域表现为时间间隔相等的飞秒脉冲序列;频域表现为一连串频率间隔相等,相位锁定,且拥有超宽光谱范围的单色谱线。光频梳在波分复用、微波光子信号处理、高精度测距、分子量子态精密控制、天文射频仪校准等多个领域有着广泛的应用前景。基于光频梳这些重要的应用价值,使得它已成为众多领域的研究热点。本文主要工作针对石英基高非线性光纤和硅酸铅高非线性光纤的结构进行优化设计和色散调控,并基于这两种光纤对1550nm波段可调谐重复频率、平坦光频梳的产生展开研究,具体内容如下:(1)对光脉冲在非线性光纤的不同色散区域由色散和非线性效应共同作用引起的脉冲演化和频谱展宽进行理论分析。运用分步傅里叶方法数值求解广义薛定谔方程,对光脉冲分别在高非线性光纤的较大正常色散区、近零正常色散区、近零反常色散区三个区域产生超连续谱进行MATLAB仿真,并对这三个区域产生的超连续谱特性进行比较,研究正常色散对光频率梳平坦度的影响。(2)对基于四包层结构的石英基近零正常色散平坦高非线性光纤进行优化设计。基于耦合模式理论和有限元法,利用COMSOL和MATLAB进行联合仿真,设计五包层型和芯子类抛物型两种结构,来解决四包层结构存在的制作容差较小,制作工艺要求高,可能会造成正负色散波动的问题。分别探究两种光纤结构中各包层宽度和折射率对色散和非线性系数的影响,从而设计出正常近零色散平坦高非线性光纤。同时对基于电光调制器的脉冲光源和正常近零色散平坦高非线性光纤的平坦光频梳进行仿真,并讨论了光频梳的时频域演化过程和相干性。(3)对采用Lead Silica材料SCHOTT SF57作为纤芯,SCHOTT LLF1作为包层的硅酸铅高非线性光纤进行优化设计。利用COMSOL和MATLAB进行联合仿真,选择合适的参数设计阶跃光纤,解决了石英基高非线性光纤的非线性系数γ值较小导致产生光频梳所需光纤长度较长的问题。分析了脉冲各类参数、色散和损耗等变化对基于硅酸铅高非线性光纤产生的平坦光频率梳的影响。最后对比分析了石英基光纤和硅酸铅基光纤两个不同平台产生平坦光频率梳的性能。