光学频率梳的发明，使得时频标准和距离测量领域取得了革命性的进展。基于光频梳的精密测距系统在计量、激光雷达、精密加工、引力波探测等领域发挥着重要作用。随着现代科学技术的提高和高精尖工业的不断发展，对测距指标提出了更高要求：测距精度需达μm-nm量级，测量速度需达MHz量级。测量性能的提升不仅有利于基础物理常数的精确测定、验证和拓展物理理论，还能促进新物理现象的发现。此外，在军事和航空航天领域如紧密编队飞行卫星、航天器交会对接等应用场景，还对测距系统的重量和体积有严格要求。片上微腔光频梳因其可集成、低功耗、高重频优势，在测距领域具有巨大潜力。因此，深入研究基于微腔光频梳的快速高精度绝对距离测量技术，对于基础科学研究以及工业生产实践都具有极其重要的意义。本论文提出了一种混合微腔-光纤光频梳绝对距离测量方法，围绕测距光源微腔光频梳的稳频技术、脉冲操控技术、测距原理及其实验展开了深入研究。本论文的主要研究成果与内容如下：1.利用微波注入锁定技术对微腔光频梳重频进行了稳频研究。明晰了注入调制信号对重频的影响机制和锁定重频的动力学过程。实验上，利用电光调制器的边带效应实现了低频参考源锁定高频重频信号。对泵浦光进行24.471 GHz正弦信号调制，利用腔内背景波产生的势阱对孤子脉冲进行精准捕获和稳定，进而实现了48.943 GHz重频的开环注入锁定。在开环注入锁定系统运行半小时内，锁定重频在1 Hz偏移频率处相位噪声为-43.01 dBc/Hz，相比于自由运转重频的相位噪声40.49 dBc/Hz，降低了83.5 dBc/Hz；锁定重频的频率稳定度为5.9×10-14@1s，相比于自由运转重频2.27×10-9@1s的频率稳定度，至少提升4个数量级。2.提出了一种新的闭环注入锁定微腔光频梳重频锁定方案。通过理论仿真和实验验证，证明了梳齿的功率变化可以作为闭环反馈的误差信号。根据功率判据反馈调谐泵浦激光频率，实现了重频的闭环锁定。闭环注入锁定技术解决了开环注入锁定技术的锁定性能随时间推移逐渐恶化的缺陷。闭环注入锁定系统运行2小时后，在偏移频率20 Hz到30 kHz范围内，闭环锁定重频的相位噪声比开环锁定重频的相位噪声降低了20 dBc/Hz；闭环锁定重频的频率稳定度为4.82×10-14@1s，与开环锁定重频1.27×10-9@1s的频率稳定度相比，至少提高4个数量级。3.研究了微腔光频梳的全锁定方法。在开环锁定重频的基础上，采用光学锁相环技术将泵浦激光锁定到商用的光纤光频梳上，实现了微腔光频梳的全锁定。全锁定后的微腔光频梳具有极低的相位噪声和极高的频率稳定度：重频的频率稳定度为3.1×10-14@1s，1568.48 nm梳齿的频率稳定度为1.4×10-13@1s，锁定性能与氢钟参考源性能一致。4.研究了微腔光频梳时间腔孤子的全光操控机理。在LLE中加入泵浦激光相位调制项，推导了操控孤子脉冲的时间光镊原理，并数值分析了瞬态漂移动力学过程。全光操控腔内背景波的相位分布，能够实现全周期任意移动时间腔孤子，使得孤子微梳在时域是一把具有超高时间分辨率的任意移动标尺。对时间腔孤子进行了编码调制并在伪码测距领域进行了仿真验证，这种编码方式具有很强的抗噪声能力且不存在误码问题。5.提出了一种混合微腔-光纤光频梳绝对距离测量新方法。理论推导了拥有准整数比重频的混合微腔-光纤光频梳测距原理，并进行了实验验证。该系统实现了测量速度245.537 kHz、测量精度3.572 μm@10 m的绝对距离测量。长期测量可以将测距系统的艾伦偏差提高到432 nm@827.2 μs。混合光频梳测距技术能够为双光梳绝对距离测量提供一个新的视角，潜在地促进整体性能。