融合了微波通信和光纤通信的微波光子学，是一门研究微波和光子相互作用的新兴学科，它利用光电器件解决微波信号的生成、传输、控制和处理等问题。本论文主要研究的是微波光子学的毫米波产生方法，重点是基于外调制器的毫米波生成方案的研究。首先，本文在研究外调制器和光电探测器理论模型的基础上提出了两种外调制毫米波生成方案。方案一描述一种并联双平行马赫–曾德尔调制器（DP-MZM）生成八/十倍频毫米波信号方法，通过合理的设置调制器的参数实现八倍和十倍频毫米波信号的生成。八倍频毫米波生成的光边带抑制比（OSSR）和射频杂散抑制比(RFSSR)分别可达24.14dB和45.67dB；十倍频毫米波生成的光边带抑制比（OSSR）和射频杂散抑制比(RFSSR)分别可达23.8dB和47dB。方案二描述一种强度调制器（IM）和双平行马赫–曾德尔调制器级联生成六倍频毫米波信号方法，光边带抑制比（OSSR）和射频杂散抑制比(RFSSR)分别可达16dB和22dB。对两种方案的理论分析和仿真结果表明，调制器的直流偏置电压的漂移、射频驱动信号的偏离和调制器消光比等参数对生成的毫米波信号均产生影响。其次，对基于双平行马赫–曾德尔调制器的光学四倍频和方案二提出的光学六倍频系统进行了实验研究，对生成的毫米波信号的性能进行了测量。实验结果表明，OSSR和RFSSR指标较好，四倍频生成的12GHz的毫米波信号相位噪声达到了-101.8dB/Hz@10KHz，六倍频生成的16.8GHz的毫米波信号相位噪声达到了-96.39dB/Hz@10KHz，满足倍频恶化公式，符合理论分析结果。最后，对四波混频（FWM）效应辅助外调制生成高倍频毫米波信号的方法进行了探索，提出利用方案二所述的六倍频结合SOA生成十八倍频毫米波的方案，因实验室现有条件有限，该方案还需进一步开展实验研究。