平衡探测器的两输入通路在增益和时延上的不对称会对基于平衡探测的光模数转换(PADC)系统的性能产生影响。建立了基于平衡探测的PADC系统的数学模型，理论上分析了系统有效比特位(ENOB)与平衡探测器两输入通路的增益和时延的不对称性，并仿真分析了增益和时延的不对称对系统ENOB的影响，同时进行了相应的实验验证。结果表明，在相同调制深度下，系统的ENOB随着两输入通路的相对增益和相对时延的增加而减小。当平衡探测器两输入通路在增益和时延上完全一致时，系统的ENOB随着调制深度的增加而逐渐减小；当平衡探测器两输入通路在增益和时延上存在偏差时，系统的ENOB随着调制深度的增加先增大后减小。

通道内幅度噪声和通道间幅度不匹配是限制时间波长交织光模数转换系统（TWIPADC）性能的主要因素。提出了一种基于自适应干扰对消的TWIPADC幅度校正方法。该方法采用自适应干扰对消原理实时消除光源抖动和光时分复用模块引入的通道内幅度噪声，同时采用基于标定的方案对波分复用（WDM）模块等引入的通道间幅度不匹配进行校正。给出了基于所提幅度校正方案的TWIPADC系统结构，通过建立相应的数学模型，理论分析了所提幅度校正方案的原理和流程。仿真结果表明：基于自适应对消理论，可以有效实时消除TWIPADC中光源以及OTDM模块引入的幅度噪声；所提幅度校正方案可以将16通道、32 GS/s TWIPADC系统的信纳比提升30 dB以上。

为了克服基于强度调制器的相位编码光模数转换(PADC)中强度调制器的偏置点漂移和双臂结构不对称等影响，给出了一种基于相位调制器的相位编码光模数转换方案。建立了系统的理论模型，给出了实现双端口相位编码的条件；理论分析了光采样时钟幅度抖动、时间抖动，以及输入光脉冲偏振态等因素对系统性能的影响。结果表明：所提出的方案可抑制光采样时钟幅度抖动对模数转换结果造成的影响，在现有的控制精度下，有效比特(ENOB)可以达到10 bit以上。进行了单波长系统实验，在583 MS/s 采样率下，有效比特为6.38 bit。与非相位编码方案相比，有效比特提高2 bit以上，验证了方案的可行性和有效性。