光纤中的四波混频是光纤介质三阶极化率实部作用产生的一种光波间的耦合效应，在该效应中不同波长的光波相互作用，产生其它波长的新光波，即所谓的混频产物或边带。高效的四波混频过程产生的新光频分量有多种用途，可以用来设计多种新型光器件，如全光波长变换器、波分复用器、光相位共轭器、色散补偿器以及产生用于量子通信的具有纠缠态的双光子源等。光子晶体光纤具有奇异的色散特性和高非线性系数，因而基于光子晶体光纤材料的四波混频现象具有诸多突出优点。本论文旨在研究高非线性光纤中的级联四波混频效应。本论文的主要工作包括以下几个方面：1.简要介绍了四波混频的起源、基本原理、重要应用以及光子晶体光纤的基本概念和导光机制。2.研究了基于高双折射光纤环形镜结构的级联四波混频的种子源，从理论上分析了高双折射光纤环形镜的选频机制，给出了模拟计算的结果，依据理论计算设计了实验方案。3.研究了基于铒镱共掺双包层光纤结构的级联四波混频种子源的放大系统；介绍了铒镱共掺双包层光纤的研究进展及其速率传输和功率传输方程；设计了实验方案，并对实验结果进行了分析与总结。4.依据描述级联四波混频效应的波传输方程对其进行了理论分析；设计了级联四波混频的实验方案，对级联四波混频效应进行了实验研究，并对结果进行了分析和总结。5.论文工作总结，并对研究课题的前景进行展望，给出了下一步的工作计划。