光频梳技术的出现,给光频率测量,通信应用等带来巨大的应用前景,而微环谐振器产生的克尔光频梳,具有频谱宽,功耗小,频率稳定性高,以及体积小易集成等优势,成为近年来的研究热点。虽然实验上已经证实了基于微环谐振器可产生宽频谱稳定的克尔光频梳,但是对克尔光梳产生机制的分析理解仍然不成熟,相关理论研究也相对较少,从而阻碍了克尔光梳的进一步实现及其应用。本文基于高Q值微环谐振器,对克尔光梳的相关机制、原理,特性以及相关应用进行了深入的理论研究,主要工作内容和创新如下:1、利用LLE方程建立了克尔光梳的产生模型,涉及的物理效应包括微环内损耗、失谐、色散等,利用仿真形成了克尔光频梳产生的四个不同阶段模型,分析解释了每一阶段的主要机制,主要包括四波混频和不稳定性调制等。仿真结果分析表明,克尔光梳产生是多种非线性效应共同参与的结果,与泵浦光功率,调谐值等密切相关。仿真结果与近期报道的相关实验结果一致。2、对克尔光梳的相干特性进行了深入研究。探究了不同情况下噪声种子对光梳相干产生的影响,包括初始状态随机注入噪声种子,以及光梳产生过程中人为注入噪声种子,对光梳产生的影响。通过分析光梳的频率相干性和时间相干性,得出噪声种子对光梳演化过程的影响。分析结果表明,由于克尔光梳的产生是由随机噪声触发的,且其演化过程中包含多种复杂的非线性效应,因此不同光梳之间普遍具有较低的相干性。3、由于克尔光梳具有频谱宽、线宽窄、稳定性高等优势,本文研究了将克尔光梳作为调制光源在通信传输系统中的传输特性。首先分析了其作为幅度调制传输系统的调制光源时的接收性能,包括眼图特征和最大Q值分布情况,从理论上证明了其作为非相干调制光源的可行性。其次分析了在光OFDM传输系统中,将克尔光梳作为相干调制光源时的传输及接收特性,结果表明,克尔光梳同样具有良好的调制特性。