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光纤通信由点到点传输向网格化发展,传统的光—电—光转换过程限制了通信速率并导致成本增加,采用可重构光分叉复用器(ROADM)进行光交换和光路由,可以省去光—电—光转换过程,缩小尺寸和降低成本。基于平面光路(PLC)技术的ROADM具有体积小、规模大和成本低的优势,而硅基二氧化硅光波导(SiO2/Si)是最有前景的无源光集成波导技术,基于SiO2/Si光波导技术的单片集成ROADM具有很强的市场竞争力和很大的技术挑战性。本文研究基于SiO2/Si光波导技术的梳状滤波器和热光开关,为单片集成的ROADM研究作技术准备,主要做了以下工作:以耦合器和延迟线串联而成的Lattice光路设计Interleaver,将其中的方向耦合器推广至各种复杂结构的耦合器,推导了光路参数设计公式。对半波滤波器,以及因布版需要末级延迟线翻转的半波滤波器,亦推导了参数设计公式。对采用方向耦合器、稳定化耦合器和GMMI-MZ-GMMI(GMMI,普通干涉型多模干涉耦合器)耦合器的Interleaver,模拟分析了参数容差和工艺容差对器件串扰特性的影响,结果表明后两种Interleaver具有更好的容差特性,简化的理论分析与模拟分析结论一致。设计和制作了以上三种Interleaver,获得了较好的器件性能,损耗小于2dB,串扰低于-17dB,0.5dB带宽大于110GHz(通带宽度200GHz)。其中以GMMI-MZ-GMMI耦合器设计Interleaver,并获得较好的器件特性,证实其良好的工艺容差,为本文首次报道。测试结果验证了以上模拟和理论分析结论,即在相同的工艺条件下,后两种Interleaver具有更好的串扰特性。对采用各种耦合器结构的Interleaver,从理论上和实验上系统的研究其串扰和容差特性,未见其他报道。设计了对称型和非对称型两种热光开关,获得了较好的器件性能,损耗小于0.85dB,消光比大于21.73dB,响应时间小于3ms。对实验中观察到的直通和交叉状态消光比不对称现象,基于PLC工艺一致性较好的特点,本文首次给出了完整的理论分析。对锥形化MMI耦合器,本文推导了更为精确的设计公式,设计和制作了三种锥度系数的器件,测得附加损耗小于0.18dB,均匀性优于0.17dB。