近年来,随着现代社会不断信息化,以往的信息传输速率和容量已逐渐无法满足人们的需求。自光纤诞生的几十年内,通过各种技术,单模光纤的通信容量已经有了几个数量级的提升,然而由于信道的香农极限的存在,单模光纤的通信容量出现了瓶颈。为了扩展光纤通信系统的通信容量,越来越多的科研人员不再局限于单模光纤,将研究重心放在了少模光纤上,其中的模分复用技术由于其独特的优势获得了广泛关注。模分复用技术通过利用了少模光纤中的各种空间模式,从而提高了光纤传输容量。其中用于组合和分离不同模式的模分复用器是模分复用光传输系统中的重要部件。然而,随着模分复用技术及系统的快速发展,无源的模分复用/解复用器已逐渐无法满足系统的需求,有必要开发出能够实现对不同空间模式的可重构有源模式控制器件。基于此情况,本论文设计并制作了两种模式光开关器件,实现了对模式的可控转换。论文主要包括以下几个部分:首先,介绍本论文的研究背景与意义和模分复用技术的研究进展。对光波导的模式理论和聚合物热光效应进行分析。其次,设计并制备了基于DC-MZI结构的聚合物波导热光模式开关器件,实现了LP₀₁模式和LP_11a模式的可控切换。利用Matlab软件,通过矩形波导的有效折射率法对两种模式的有效折射率进行了计算。通过3D有限差分光束传播方法（3DFD-BPM,RSoft）对器件内部的模式场传播进行了仿真优化,并以此确定了器件的尺寸参数。根据此参数,设计并制做了掩膜板,通过半导体微制造工艺对器件进行了制作。对所制备的热光模式开关器件进行测试,测试结果表明,该器件实现了设计预期,完成了对于LP₀₁模式和LP_11a模式的可控切换。在1550 nm工作波长下,器件的开关功率为9.35 mW,消光比为15.6 dB,上升时间和下降时间分别为540.0和440.0μs;而在整个C波段上,器件的消光比均大于11 dB。最后,设计并制备了基于定向耦合结构的聚合物波导热光模式开关器件,同样实现了两种模式的可控转换。当工作波长为1550 nm时,模式开关的开关功率为29.5 mW,消光比为14.6 dB,上升时间和下降时间分别为660和480.0μs;当工作波长为C波段时,仍可实现开关功能,此时器件的消光比均大于10 dB。并对该种结构进行了类推,设计了基于定向耦合结构的三种模式的热光模式开关。综上所述,本文研究了基于DC-MZI结构和定向耦合结构的聚合物热光模式开关器件,并通过实验成功制备了相应的模式开关。设计的器件可以应用在可重构的MDM系统中,起到对于模式传输的控制功能。