集成光学自问世以来一直是光电子学领域的一门十分活跃的前沿学科。以晶体材料为基底制作的各类导波光学器件在通信与光信息处理方面有着蓬勃的发展。根据Mach-Zehnder光波导干涉结构设计的集成光波导电光调制器与电磁场传感器应运而生。在高速光纤通信系统中,Mach-Zehnder集成光波导电光调制器作为一种信号源的外调制器,它可以获得很窄的调制信号谱宽,降低光纤色散的影响。此外, Mach-Zehnder集成光波导电光调制器调制速率高,能很好的满足光纤通信系统向更高速率发展的要求。这些特点令它成为当前大容量光纤传输网络和高速光电信息处理系统中的关键器件,并有着广阔的发展前景。与此同时,依据同样原理制作的电场传感器因其具有光路系统集成的新型光学传感器结构,使得它在检测领域的应用中具有其他结构传感器无法比拟的优点。此外,集成光波导电场传感器还具有稳定性好、精度高等优点。这令它在科研、生产、通信、航天等领域有着广阔的应用前景,并有着良好的社会效益和可观的经济效益。它是当前研究的热点之一。在实际中,为使Mach-Zehnder集成光波导电光调制器工作于线性区域,通常对其采用直流偏置法。然而直流电压的引入常会影响器件的工作特性。本文旨在研究Mach-Zehnder集成光波导电光调制器的光学偏置法。并且分析此偏置法对Mach-Zehnder集成光波导电光调制器及集成光波导电磁场传感器的影响。首先,本文介绍了Mach-Zehnder铌酸锂电光调制器与集成光波导传感器的工作原理。以此理论基础,对电光调制器的路径非对称Mach-Zehnder结构光学偏置和折射率非对称Mach-Zehnder结构光学偏置分别进行研究。本文引入FD-BPM法对此两种非对称结构电光调制器进行模拟仿真。其结果分析表明,非对称结构电光调制器都具有较好的光学偏置特性。并且能很好的降低电光调制器的直流漂移现象。在该两种非对称Mach-Zehnder结构电光调制器中,路径非对称结构的偏置效果明显好于折射率非对称结构。此外,该两种结构应用于集成光波导传感器中,都很好地提高了传感器的灵敏度。后者的灵敏误差、线性动态范围好于前者。其次,本文研究了Mach-Zehnder集成光波导电光调制器的应力光学偏置。本论文从晶体物理学和力学方面对晶体特性进行分析。在外力作用下,波导长度与折射率发生变化产生相移。同时,电光调制器的弯曲损耗增加。由于外力作用致使器件电极与波导间作用发生改变,电光调制器的啁啾也有所增加。最后,本文还设计了一套电光调制器应力光学偏置实验系统。实验中分别对两种不同应力光学偏置进行测试。简支梁式应力光学偏置实现98.724°相位偏置。实验结果基本符合理论分析。本文对以上三种电光调制器的光学偏置进行了大量的计算仿真、实验与分析。其研究结果具有着重要的理论与实际意义。