随着信息产业的高速发展,传统的微电子技术已经无法满足信息产业对高带宽容量及灵活带宽分配的迫切要求。硅基集成光学把微电子技术和光电子技术结合起来,将具有较宽带宽的光器件集成到IC芯片上,共同发挥两者的优势。微环谐振器结构紧凑,易与其他元件组合构成新型功能器件,现已成为硅基集成光学的研究热点。本论文通过研究并联微环阵列与改进型微环阵列的滤波特性,设计了具有优良滤波性能的光学器件。根据并联微环阵列的谐振器频带与叠加频带的滤波特性,获得具有高形状因子的密集波分复用器和可实现多种带宽比的交错滤波器。基于改进型微环阵列,研究了实现动态调谐滤波信道的方法,并仿真分析了可调谐的密集波分复用器。主要完成的工作如下:(1)以微环谐振器工作原理为基础,利用传输矩阵法,建立全通型微环结构、分插型微环结构及串联双微环结构的仿真模型,并对三种基本结构的输出频谱进行仿真研究。主要研究了全通型微环在欠耦合、临界耦合和过耦合三种耦合状态下的幅度响应、相位响应和群延时响应。对于分插型微环结构及串联双微环结构,研究了传输耦合系数对输出频谱滤波特性的影响。(2)利用传输矩阵法对并联微环阵列的输出函数进行建模,采用Matlab仿真工具对输出频谱强度进行分析。设置微环间距与微环周长比值分别为0.25和0.5,研究谐振器频带和叠加频带的滤波特性。通过优化传输耦合系数、系统折射率、微环半径及损耗系数,获得了形状因子超过0.85,阻带串扰小于-25dB的谐振器频带。通过级联四个并联微环阵列,实现1×4密集波分复用器。依据叠加频带的周期性特性,研究了实现多种带宽比的交错滤波器的方案,仿真模拟了四种不同带宽比的输出频谱,其下载端和直通端带宽比分别为1:1、1:2、1:3和1:4。(3)为了使并联微环阵列的滤波信道可以灵活切换和路由,研究了改进型微环阵列,并研究其滤波信道的切换和路由方法。设计了路由器和密集波分复用器,通过控制其发生耦合谐振诱导透明效应的相干距离,可以灵活切换两种器件的滤波信道。通过改变微环的折射率或在波导上添加附加相移单元,进一步实现了改进型微环阵列滤波信道的动态调谐。利用附加相移调谐,实现可调谐密集波分复用器,不仅可以对波长进行复用,还可以对复用波长进行选择。与并联微环阵列相比,改进型微环阵列具有滤波信道可切换、可动态调谐的特性,显著增强了集成光学器件的灵活性。