离子交换是一种传统有效的玻璃基平面光波导制作技术。采用离子交换技术制备的器件具有制作成本低廉,传输损耗低,易于掺杂高浓度的稀土离子,与光纤匹配度高,玻璃基片应力小、环境稳定性好,以及容易在系统中集成等优点,适合于大批量、低成本集成光学器件的制作。传统的Ag+/Na+离子交换技术已经得到了人们广泛的研究,成功应用于多种器件的研制与开发,如波分复用器、光功率分束器、光放大器、激光器及光传感器等,并广泛应用于光通信与光传感领域。其中,离子交换技术应用比较成熟是在以1×N光功率分配器为代表的无源集成光学器件方面。光功率分配器是一种大量应用于无源光网络的基础器件,器件性能关重要,它的性能指标主要有插入损耗、均匀性、波长依赖性和偏振相关损耗等。为满足2×N光功率分配器的制作和应用的需求,本论文首先对宽带集成化2×23dB耦合器进行了深入的理论和实验研究。采用3D-BPM的方法,对传统的非对称X结进行了模拟改进,设计了低插入损耗且具有较宽工作带宽的2×23dB耦合器。采用Ag+/Na+离子交换技术在玻璃基上成功制作了非对称x结结构的宽带2×23dB耦合器。通过对工作波长在1260-1360nm和1460-1600nm两个波段宽带光源的光谱测试,得到在宽带范围内小于4.0dB的插入损耗,且光谱谱线相对平坦,波长依赖性较小,均匀性小于0.5dB。在此基础上,还进行了2×N光功率分配器的初步的仿真设计,仿真结果良好,为将来进一步进行它们在工艺上的制作打好基础。结果表明,采用这种非对称X结并结合离子交换工艺,可以在玻璃基上制作出宽带的2×23dB耦合器,为进一步优化器件性能,研制成功像2×N光功率分配器等具有应用价值的器件奠定了基础。