基于微环谐振腔产生的克尔光梳,不仅具有优良的性能,而且产生装置简单、体积小、可实现片上集成,在精密测量、通信等领域引起了广泛的关注。本文基于片上集成双光梳的信号处理技术研究包含两方面内容:基于克尔光梳的双光梳光谱探测和基于克尔光梳的信道化接收。一方面,双光梳光谱探测技术（DCS）利用双光梳进行相干接收从而实现光谱分析与测量,其优良的性能和简单的结构也受到了重视;另一方面,信道化接收也可借助双光梳技术,随着通信频率增高,带宽增大,面对高密集度和复杂度的信号环境,信道化技术被广泛应用。因此,将片上集成双光梳与光谱探测技术、信道化接收技术相结合,可以将性能优良的克尔光梳应用于光谱探测和信道化接收。而相关的理论研究,特别是信号处理部分的相关研究相对较少,从而使克尔光梳应用于双光梳光谱探测和信道化接收受到了限制。本文基于微环谐振腔产生的克尔光孤子,对双光梳光谱探测和信道化接收进行了深入的研究,主要工作内容和创新如下:1、实现了克尔双光梳的稳定产生。使用同一泵浦光源对两个微环谐振腔提供泵浦,保证双光梳之间的高相干性。通过辅助激光加热的方法产生两个克尔光孤子,使克尔双光梳处于孤子态而具有最佳的性能。2、研究了基于片上集成双光梳的光谱探测。建立了基于片上集成双光梳的光谱探测模型。对灵敏度（衡量光谱探测的重要参数）进行理论分析,推导了基于片上集成双光梳的光谱探测的灵敏度公式。进行了双光梳光谱探测实验测试,验证了通过相干平均的信号处理方法提升双光梳光谱探测的灵敏度的效果,并讨论了导致灵敏度实验值与理论值差异的因素。3、研究了基于片上集成双光梳的信道化接收。提出了利用片上集成双光梳将OFDM信号信道化的模型,进行了实验测试实现了6个子信道的信道化接收并通过数字信号处理解调信号。测量了子信道内的信噪比。还对利用镜像频率抑制方案实现信道化接收解调进行了理论公式推导和仿真分析,并计算出镜像频率抑制比。