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现有拥挤频段已无法满足不断增长的高速数据速率业务需求。为了克服频谱拥塞和满足未来业务需求,提出了使用毫米波段的方法。因为现有电子模块和器件频率响应的限制使100GHz以上的毫米波信号在电子领域的产生受到了很大挑战,而光生毫米波信号是一种很有前途的选择,它可以生成更高频率的毫米波信号。同时,多载波光源由于其实现灵活、平坦度高及谱线数量多等优点在光子网络等方面发挥着重要作用,它可以有效改善单载波调制系统容易受信道多径干扰的问题。因此,利用微波光子技术产生毫米波信号和多载波光源近年来引起了人们的极大关注。本论文重点研究基于外调制器的微波光子毫米波生成技术和多载波光源生成技术。通过分析常见电光调制器的物理结构及工作原理,本论文首先提出了三种倍频方案。方案一,通过在远离马赫-曾德尔调制器半波电压的对称偏移电压上设置偏置点产生了八倍频毫米波信号,在没有任何光学滤波器或电气器件的情况下,该方法在80GHz处可获得射频边带抑制比大于45dB的毫米波信号。方案二,通过利用单个双平行马赫-曾德尔调制器生成了频率灵活可调的十二倍频毫米波信号。同样在没有任何光学滤波器的情况下,该方法产生了射频边带抑制比大于32dB的高质量毫米波信号。方案三,通过利用级联双平行马赫-曾德尔调制器生成了本振二十四倍频毫米波信号,该方法可获得射频边带抑制比大于28dB的高频率毫米波信号。其次,本论文提出了两种多载波光源生成方案。方案一,通过级联两个双平行马赫-曾德尔调制器生成频率间隔为2GHz的81线平坦多载波光源,该光源的平坦度约为1.60dB,带外抑制比约为14.7dB。方案二,通过级联两种不同调制器生成了谱线数目多且可调的多载波光源,该方案通过将两个强度调制器和一个双平行马赫-曾德尔调制器级联得到了50、125线平坦多载波光源,其中50线多载波光源的频率间隔为2GHz,平坦度约为0.45dB,带外抑制比约为14.35dB;125线多载波光源的频率间隔为0.8GHz,平坦度约为0.5dB,带外抑制比约为13.60dB。本论文提出的方案,系统实现相对简单,其中基于外调制器的毫米波倍频方案,避免了滤波器件的使用,提高了整个毫米波段的可调谐性及系统稳定性,是未来超高频毫米波应用的潜在解决方案;同时,基于外调制器的多载波光源生成方案,可通过控制较少的变量,生成平坦度好、间隔可调且谱线数量多的多载波光源。