电光调制器是光电子学中重要元件之一，它广泛应用于光通信、光网络、光互连等领域。近年来，硅基电光调制器因其廉价且和CMOS工艺兼容的特点，便于光电集成的优势而被广泛关注，成为国内外光电子学领域的研究热点之一。而限制硅基电光调制器带宽的主要因素有:微波传输损耗、光波和微波速度匹配度以及电极特征阻抗与微波源阻抗匹配度等，而这些问题又主要取决于硅基调制器电极的设计。　　在国家863项目“硅基集成100Gb/s相干接收及传输模块技术(2011AA010302)”的资助下，作者开展了硅基调制器行波电极的理论研究和实验研究，并优化设计出高速率的硅基调制器，已经完成的主要工作如下:　　(1)理论上将行波电极和集总电极的带宽特性进行对比分析，得出行波电极比集总电极带宽大的结论。重点是采用HFSS软件建立硅基调制器行波电极仿真模型，并分析了行波电极尺寸、PN结本征电容、串联电阻等对耗尽式硅基调制器带宽的影响，最后，得出最佳行波电极尺寸及PN结参数，仿真带宽结果达20GHz以上。　　(2)在仿真及理论分析的基础上，制作不同电极的硅基电光调制器，测试并分析结果，其变化趋势与理论相吻合。优化之后，实现3dB带宽达26GHz的基于行波电极的硅基调制器，测试眼图速率达30Gbps，消光比达6.5dB。　　(3)将基于行波电极的硅基电光调制器应用于长距离传输系统中，无误码传输距离达80km，速率达10Gbps，同时，在无色散补偿的情况下，将其与同级别的商用铌酸锂电光调制器进行传输比较，分别从眼图测试以及系统误码测试方面对比研究其性能。根据实验结果验证了硅基MZI调制器具有负啁啾效应，且适合无中继的长距离传输。　　其中创新点为:世界上第一个用硅基MZI调制器完成80km传输测试，并验证其负啁啾效应。