本发明涉及一种基于循环移频方式的梳状谱发生系统及其应用方法。本系统包括外腔半导体激光器、3dB耦合器、偏振控制器、IQ调制器、相位调制器、光频率谱分析仪、余弦微波信号源、移相器、移相器、掺铒光纤放大器、光滤波器、光可调延时线、直流偏置电源以及一段光纤构成。本发明是对IQ调制器分别输入余弦射频信号、反向的余弦射频信号、同频的正弦射频信号以及反向的同频正弦射频信号，并在直流电极上加适当的偏压就可产生光载波的下变频信号，而下变频频率为四个RF电极输入频率，耦合的种子光和生成的光载波的下变频光成分不断地在环路中被IQ调制器调制，通过掺铒光纤放大器合理的增益条件和光滤波器带宽的选择，就能获得平坦梳状谱。