噪声源作为一种典型的测试和定标设备,通过向通信系统、待测器件输入精确已知的噪声值,从而检测通信系统传输与接收信号的能力和分析器件设备的性能,在通信、卫星、雷达、太赫兹成像、军事等领域具有重要作用。随着科学技术的快速发展,频谱资源需求不断增加,很多系统应用与器件研制都朝着大功率、高频段的方向发展。因此,可调控的高超噪比宽带毫米波噪声产生技术既是毫米波噪声源的研制关键也是现今研究的热点。目前,由于电子器件自身工作频率与功率受限,基于电子学方法研制的噪声源的超噪比通常小于20 dB,并且噪声源的带宽和频率也无法调控。随着频率的升高,噪声功率的损耗增大,制作工艺难度也增加。针对电子学方法存在的这些问题,利用光子的高速、低损耗的优势,本文基于光子学方法对毫米波噪声信号的产生进行研究。本文的主要研究内容如下:（1）对基于光子学产生高超噪比毫米波噪声信号进行了理论分析。根据维纳辛钦定理以及傅里叶变换来实现光谱到频谱的映射,预估出产生的噪声信号的功率谱密度。根据超噪比的定义,分析超噪比与噪声功率谱密度的关系,从而得出超噪比的影响因素。（2）在理论分析的基础上,通过Optisystem仿真软件分别对宽带ASE光源直接光电转换、单路滤波以及双路滤波后拍频光电转换产生毫米波噪声的方法进行数值模拟,分析不同方法产生噪声信号的仿真结果,为进一步实验产生高超噪比的毫米波噪声奠定基础。（3）根据理论分析与数值仿真结果,采用两束非相干光拍频的方法产生高超噪比宽带毫米波噪声。在实验上,使用可编程光滤波器对ASE光噪声源进行两路滤波整形。将获得的两束中心波长（频率）不同的噪声光耦合进入光电探测器进行拍频,从而产生电噪声信号,并且通过实验对超噪比与其影响因素之间的关系进行了验证。通过选取两束拍频噪声光的光谱线型,调节其中心波长、光谱线宽以及光功率,在现有的高速光电探测器响应水平下,实验分别实现了超噪比大于50 dB的30～60 GHz噪声源,以及超噪比大于40 dB的130～170 GHz噪声源。另外,如果采用更高速的光电探测器,这一技术可在毫米波乃至太赫兹波段构建高超噪比的噪声源。