由于光纤的非线性效应以及光纤放大器带宽的限制,目前单模光纤的通信容量已经接近极限。为了满足未来人们对高速率通信的需求,模分复用技术应运而生。在模分复用系统中发射端需要将基模转换为高阶模然后耦合到少模光纤中传输,因此可以实现模式灵活切换的模式开关成为了模分复用系统中的关键器件。为了方便与模分复用系统中其它器件对接,模式开关应该具有紧凑的结构以及易于集成的特点,因此基于平面光波导技术的模式开关是一个不错的选择。目前制作光波导的材料分为有机材料和无机材料两类,有机材料主要包括各类聚合物,无机材料包括硅及硅的化合物、铌酸锂等;聚合物光波导器件以其简便的制作工艺、材料的廉价性、较高的热光系数以及易于拓展为三维器件的优势越来越受到研究者的重视。本文的研究内容是基于聚合物热光效应而制作的热光模式开关,并且利用聚合物可以多层旋涂的工艺,分别制作出了平面结构和三维结构马赫曾德尔干涉仪(Mach-Zehnder Interferometer,MZI)热光模式开关。论文主要分以下四个部分来论述:首先,介绍了模分复用系统出现的背景并介绍了国内外模式开关器件的研究进展,简述了聚合物光波导材料的特点及其制作工艺。第二,分别利用马卡悌里方法以及MATLAB、Comsol等软件对器件的结构参数进行了仿真分析,然后利用Comsol热扩散模型进行了热扩散仿真,根据计算和仿真结果,得到了器件初步的设计参数。然后在Rsoft软件中仿真了器件中的光路图,仿真结果证明可以达到预想效果。第三,制作并测试了平面结构的MZI热光模式开关,对器件的制作工艺进行了改善。测试结果显示,该模式开关具有弱偏振相关性并在整个C+L波段均可以工作。实现模式切换只需要9mW左右的功率,功耗较低;同时器件的消光比可达23dB;整个器件的插入损耗在14dB左右,测试结果与预期目标相符并验证了仿真的正确性。最后,尝试制作三维结构的MZI热光模式开关,针对三维结构制作的复杂性,改善了对版技巧,并改进相应的工艺。