随着信息时代的到来,全球数据流量爆炸式增长,光通信与光互连技术也取得了巨大进展,但传统的分立光学器件已经不能满足小型化、低功耗、高速率和低成本的发展需求,光子集成回路应运而生。常规的光子集成器件一旦制备,其结构就很难再改变,这限制了其在实际中的应用。近年来,光子集成器件中的光梯度力效应得到了广泛关注,其源于波导中的光激发偶极子与其相邻波导的倏逝场之间的相互作用。光梯度力可以使亚微米级的微纳波导发生形变,同时使导模的有效折射率产生显著改变,该效应被称为力学克尔效应,其可以比传统的光学克尔效应强几个数量级。因此,光梯度力为光子集成器件提供了一种非常有效的调控方式,而光子集成器件尺寸小、质量轻、能量密度高,也为光力学提供了一个理想的研究平台。本文对片上集成光力器件开展了研究。研究内容主要包括:基于力学克尔效应的全光可控微环谐振腔和非互易光传输,基于单个光力微环谐振腔的电磁诱导透明效应,光力波导阵列中的离散光学。论文具体研究内容如下:（1）制备了硅基光力微环谐振腔。基于光梯度力引起的强力学克尔效应,实现了80 GHz/m W的波长调谐效率及2.56 nm的波长调谐范围,且调谐范围达到了微腔自由光谱范围的61%。通过控制泵浦光功率,可以使器件分别工作在截止区、放大区和饱和区,从而实现对光信号的全光控制。通过对器件动态响应的分析,证明了器件是由光梯度力驱动,与其他非线性效应无关。（2）通过将光力微环谐振腔与损耗元件相结合,实现了片上、无源、低功耗和低插入损耗的非互易光传输。基于强力学克尔效应,在工作功率为251μW时,实现了最大为23 d B的非互易传输比,且插入损耗为2.3 d B。在此基础上还提出了一种可重构非互易器件的实现方案,并证明了该方案可以显著拓宽器件的非互易传输带宽和非互易工作功率范围。此外,通过详细的理论分析和对比实验,证明了器件的非互易传输特性是由力学克尔效应导致的,热效应对实验结果的影响可以忽略。（3）提出了一种基于单个光力微环谐振腔实现电磁诱导透明效应的新方案,理论上证明了该方案的可行性。为了减小器件的尺寸,设计了基于修正欧拉曲线的多模弯曲波导。得益于腔增强的力学克尔效应和特殊设计的光力微环腔,当控制功率为4.3μW时,可以使谐振频率差为292 GHz（2.35 nm）的两个不同阶模式发生耦合,从而实现电磁诱导透明效应。（4）设计了一种亚波长光力波导阵列,研究了光在其中的传输特性。由于强力学克尔效应,理论上可以在毫瓦级入射功率下,在微米级长度的光力波导阵列中实现自聚焦和自散焦等典型的离散光学现象,与传统的非线性波导阵列相比,功耗和波导长度分别降低了5个数量级和1个数量级。此外,还证明了此光力波导阵列可被用于实现可调谐的功率分束器和全光与逻辑门。