随着各种数据业务尤其是视频类业务的开展,人们对网络容量的需求日益增加,太比特光纤传输系统已成为下一代光纤通信的发展方向。受限于电子器件的带宽,单信道速率很难实现太比特速率的传输。为了实现大容量的传输,提高系统的频谱利用率,众多高级调制格式和复用技术已经被应用于现代光纤传输系统。目前,基于单个激光源产生频率锁定的多子载波来构成superchannel传输系统的方案是研究热点之一。而构成这种的关键器件之一就是频率锁定多载波光源。其中,基于单边带调制器的循环频移器结构所构成的多载波光源是目前的主要实现方案之一。然而,要实现满足传输系统要求的多载波光源,还需要解决很多问题。首先,理想条件下多载波光源的稳定性、输出载波光信噪比等特性尚没有分析；再者,非理想条件下,存在诸多因素影响多载波光源的输出特性,其与理想条件的结果应有所不同,这也没有得到很好的解决；同时,为获得更高质量的多子载波输出,多载波光源的优化分析工作也是需要解决的一个问题；另外,由于基于单边带调制器的多载波光源存在一个光纤环路,因而器件和环路的偏振特性将影响输出载波的质量,而这也是存在一个实际问题。因诸种情况的存在,基于单边带调制器的多载波光源在Superchannel传输系统的应用就受到了极大地限制。针对第一个问题,主要采用因调制器固有的非线性所产生的三阶谐波分量为主要串扰分量时的模型来分析输出多载波的特性。通过建立传输函数,循环频移器的输出稳定性可以得到很好的解决。同时,通过建立输出载波有效光信噪比的模型,输出有效光信噪比在理论上也得到了解决,并且导出了最佳驱动电压幅值和能获得的最大光信噪比。另外,通过建立光信噪比代价模型,太比特传输系统需要的载波数目与光信噪比代价也得到了有效分析。对于第二个问题,主要通过建立实际情况下,各因素对循环频移器的传输函数的影响模型,进而得到输出多载波的特性变化情况。其它诸如光信噪比分析等可以采用解决第一个问题所使用的模型。通过优化单边带调制器的输出特性,第三个问题也能很好的解决。并且,通过采用多种子光源和改进的循环频移器相结合的多载波光源模型,输出载波质量可以得到有效提高。通过建立多载波光源的偏振分析模型,其传输函数的偏振特性及整体的输出性能可以得到很好的分析。通过合适调节偏振控制器,输出载波的质量可以得到极大改善。针对上面四个问题,本文重点研究了它们相应的解决办法。主要工作有以下几部分：(1)建立了理想情况下,基于单边带调制器的多载波光源的模型,得到了三阶谐波分量为主要串扰分量时的传输函数和整体输出表达式；建立了光信噪比模型和光信噪比代价模型；数值分析了加载的射频驱动信号幅度和所需载波数目与输出载波的特性情况,包括归一化串扰系数,输出平坦度,输出光信噪比,输出载波能获得的最大输出光信噪比及相应的最佳射频驱动电压,以及光信噪比代价等等；(2)针对非理想条件时,建立了各种因素影响下的传输函数模型,这些因素包括调制器本身的不理想(存在本征损耗)、加载的直流偏置电压不准确、以及加载的射频信号不平衡等。数值分析了这些因素对传输函数的影响情况,进而分析了其对整个多载波光源输出质量的影响情况；同时,搭建实验系统,验证了理论分析的准确性,并获得了具有高质量的多载波输出结果；(3)建立了理想条件下的多载波光源的优化模型,通过抑制三阶谐波分量的影响,提高了输出载波的光信噪比和输出载波数目；同时,建立多种子光源和循环频移器相结合的多载波光源模型,数值实现了更大数目的载波输出；(4)建立了理想条件下多载波光源的偏振分析模型,主要分析了传输函数的影响；数值分析了子载波偏振态的变化特点；实验验证了偏振控制器在多载波光源中的关键作用。总之,本论文的工作集中在对适用于太比特光纤通信系统的频率锁定多载波光源做了较为系统的研究。从需要解决的问题的物理模型出发,根据相应的数学模型,提出了一些新的解决思路,得到了重要的解决方案。同时,结合实验验证了分析方法的有效性。