硅光子学因为其高集成性、高光学带宽以及与其它集成光学系统良好的耦合性在未来低成本、高带宽的芯片级光通信系统中有着广泛的应用,因此对硅光子学的研究也成为了一门前景十分广阔的科研领域。在硅光子学领域,硅基微环谐振腔是一个十分关键的组成部分,由于其功能的多样性,结构的紧凑性,良好的波长选择性,使其可广泛应用于许多光学功能的实现,诸如光开关、光多路复用、光波检测等。在这些诸多应用中,微环谐振腔的调谐能力十分关键,起着极其重要的作用。本论文在综述了硅基微环谐振腔的研究背景、发展历程的基础上,着重研究了硅基微环谐振腔的工作机理、设计与制作,进一步系统分析与研究了以硅基微环谐振腔为基础的可调谐热光效应光开关,并在此基础上,探讨了其在波分复用光通信系统中的重要应用。　　 首先,对于应用于热光开关中直径为10μm的硅基微环谐振腔进行了系统研究,其谐振波长的调谐通过置于其上的微型加热器所产生的热致折射率变化来实现。虽然热光调谐机制较之于电光调谐和全光调谐,其调谐速度比较缓慢,但是由于热光调谐很好地利用了硅的高热光系数,因而可以获得更宽的波长调谐范围。　　 其次,论文对该器件结构上的设计从光学和热学两个方面进行了模拟,从而对其工作性能进行验证和优化。实验测得该微环谐振腔的自由光谱范围为18nm,在Q值约为10000时半高宽测得值在0.1-0.2nm范围。以其为基础设计的光开关可获得较宽的调谐范围(大于6.4nm),这使得光通道间隔为0.2nm的密集波分复用(DWDM)得以实现。另外,实验测得此热光开关的响应时间在10μs量级,而功耗却可保证相对较低,约为11.9mW/nm,所得结果与预期模拟一致。　　 最后,研究了以该热光开关为基础设计的1×4和4x4可重构光分插复用器,并证明了片上密集波分复用(DWDM)系统在未来超大规模集成光电系统中得以广泛应用的可行性。