基于四波混频(FWM)效应的光生毫米波(MMW)技术因对信号频率、幅度和相位无限制且光转换效率高，已成为光生毫米波技术研究的一个重点方向。回顾了基于四波混频的光生毫米波技术的研究历程，讨论了目前基于半导体光放大器(SOA)、高非线性光纤(HNLF)和硅基波导等光学器件的四波混频效应生成毫米波的三种技术路线，综述了硫系玻璃光纤和硫系波导在光生毫米波领域的研究进展，并对光生毫米波技术的发展前景进行了展望。

研究了一种多路传输且频率可选的波分复用光纤无线系统。该系统可同时传输最多4路频率可选的下行毫米波信号和2~4路上行信号。经仿真实验，通过7×8数字光开关矩阵系统可产生6种倍频因子分别为2、4、6、8、10、12的毫米波信号，且多路不同频的下行毫米波信号在误码率为10-9情况下经50 km单模光纤传输的功率代价范围为1.21 dB~1.71 dB，同时多路上行信号功率代价为1.10 dB~1.24 dB,系统体现了良好的抗色散性和均衡性。

提出了利用外调制技术的调制边带法的六倍频和八倍频光毫米波产生方案。方案仅采用一个马赫曾德尔调制器，并利用其非线性传输特性，通过调节MZM的偏置电压和调制电压，控制边带的强度，仅保留三阶边带或四阶边带，从而实现六倍频及八倍频光毫米波的产生。采用将基带数据信号仅调制在一个三阶边带或四阶边带分量的方式，有效防止走离。数值分析结果表明，提出的方案仅需10 GHz及7.5 GHz的调制信号频率就能得到60 GHz毫米波，大大减小了调制信号频率，增加了上变频系数，传输距离可达160 km，而功率代价变化不大。与提出的其他高倍频技术相比，由于系统仅采用一个马赫曾德尔调制器，提出的方案系统结构更为简单，且此方案色散影响较小，传输距离更长。

研究了一种多边带拍频产生多倍频、高功率毫米波的方法，并提出了相应的交错复用模块结构。该模块无需额外光滤波器件和复杂电路驱动，通过器件参数设置生成间隔可调的周期边带信号。理论分析表明，多个边带相互拍频并叠加最终形成毫米波信号，信号能量更为集中，且信号频率具有可调性。实验结果显示，多边带调制方法可实现12倍频、16倍频甚至18倍频毫米波信号，而且输出信号体现出明显高功率特性，相对典型双边带调制输出信号功率提高了20 dB以上。根据系统仿真结果，多边带拍频光纤无线系统还具备较好的传输稳定性和抗色散能力，更适合长距离传输。

提出了一种光载毫米波产生新方案,采用双平行马赫曾德调制器(DPMZM),基于线性的光相干技术,产生四倍频的毫米波信号。该技术不需要复杂的电信号处理,以及射频信号的锁相技术,便可产生稳定的毫米波信号。该方法产生的毫米波信号具有频率稳定、抖动小、信噪比高等优点,可以广泛应用于光电器件测试与校准。

提出了一种采用相位调制器产生六倍频光载毫米波的RoF系统。该系统使用一个双平行相位调制器实现六倍频的调制, 通过调节相位调制器的相位偏移量, 产生出抑制一阶边带的光谱, 耦合相减后得到三阶边带信号, 在光电检测器中拍频, 产生六倍于射频信号的光载毫米波。仿真结果表明, 10GHz射频信号可以产生60GHz光载毫米波信号, 5Gb/s的数据信号可在单模光纤中传输10km以上。

针对多业务传输的WDM-ROF-PON(融合光载无线技术的波分复用－无源光网络)系统的稳定性和业务间串扰问题, 设计了一种能同时传输两种无线业务的WDM-ROF-PON系统。实验过程中, 对下行链路的4路ROF信道进行了测试, 系统能同时传输60 GHz 2.5 Gbit/s的毫米波信号和5 GHz 155 Mbit/s的DPSK(差分相移键控)信号, 传输距离为20 km。各信道中低频业务传输20 km后功率代价为0.4~2.8 dB, 毫米波信号传输20 km后功率代价为1.5~3.2 dB; 仅传输毫米波业务时, 接收机灵敏度提升0.6~2 dB。实验结果表明, 各信道中两种业务的信号传输性能均良好, 系统较稳定, 低频业务对毫米波业务的干扰较小。

提出并验证了一种基于光纤参量环形镜（OPLM）和光纤光栅（FBG）的60 GHz光毫米波副载波产生方案。理论上分析了OPLM的原理特性，发现可以利用OPLM同时完成光子微波信号的高次谐波产生和抽运滤波，直接获得光毫米波副载波信号。在实验验证中，从5 GHz的基频信号出发，通过调制非线性和OPLM中的四波混频和滤波过程，完成高次谐波产生和抽运分离，成功得到60 GHz的光毫米波副载波信号，表现出良好的性能。

提出一种基于双并联马赫曾德尔调制器（MZM）的新型四倍频光生毫米波技术，并用于矢量信号调制。传统的四倍频调制技术，由于数据信号同时调制到+2，-2阶边带上，拍频检测后两个边带上数据信号会产生相位叠加，只适用于不归零码(NRZ)等强度调制格式。提出的矢量信号调制技术将数据信号调制在一个-1阶边带上，另一个+3阶边带不携带数据，在拍频检测后幅度和相位信息被正确保留。同时，四倍频模块降低了传输过程中对电和光器件的带宽需求。理论分析和仿真结果表明，通过此方法产生的携带在60 GHz载波上的6.25×108 symbol/s的四相相移键控(QPSK)信号，经过20 km单模光纤传输后，误差向量幅度（EVM）损耗可以忽略。

设计了一种将光载无线技术融合于波分复用无源光网络结构的系统。在发射端，系统采用光学倍频技术生成40GHz光毫米波载波，加载2.5Gbit/s的基带数据信号，下行链路传输性能良好且受色散影响小；在接收端，利用光波重用技术从下行信号中提取上行光载波，加载2.5Gbit/s上行基带数据信号。采用光学倍频技术降低了毫米波生成成本，提高了系统的实用性。