为了解决人们对高速大容量信息处理的迫切需求与当前传统集成电路发展所遇到瓶颈之间的矛盾,国内外越来越多的研究者把目光投往以光代替电作为信息载体的光信息处理技术。基于硅基微环谐振器的光学导向逻辑器件是片上光信息处理技术的重要组成部分之一,它综合了电子易于控制、光子速度快的特点,具有低信号延迟、大带宽、易于控制、能与电学元件大规模集成等一系列优点而被认为是解决目前摩尔定律“电子瓶颈”的有效方案之一。目前国内外报道的光学导向逻辑器件绝大部分只能实现一种或几种逻辑运算,少数几个能实现任意逻辑运算的器件都是基于多波长的波分复用技术来完成的,在器件的实用性和制造成本上有较大限制。本论文所研究的基于微环谐振器的新型可重构光学导向逻辑器件,首次提出利用光的模式复用技术,结合可调谐的微环谐振器来完成可重构光学导向逻辑运算,不但能根据实际需求实现任意的逻辑函数还能避免波分复用带来的片上多波长问题,使得器件具有良好的可重构、可拓展的能力,充分提升器件的灵活性、实用性。器件的核心构成部分为微环谐振器和模式复用器/解复用器,因此本文首先对光波导以及微环谐振器相关理论进行了介绍。在光波导相关理论方面,本文主要探讨波导内部光的模式传输特性,以及利用耦合模理论与相位匹配条件求解最佳耦合长度。在微环谐振器方面,主要探讨了散射矩阵理论、时间耦合模理论等常用模型,介绍常用的调制方式,并进一步分析了微环的光学模式分裂特性。首次提出并实验验证一种带有反馈耦合波导的微环谐振器来实现光学模式分裂现象,实验测试表明,其谐振峰的消光比超过了21 dB,谐振峰的分裂值达到0.37 nm,为将来光信息处理等领域中模式分裂特性的研究提供了另一种重要的方法。最后,本文对基于微环谐振器的新型可重构光学导向逻辑器件进行了工作原理上的论证,通过对所提器件进行理论建模和模拟仿真,确定了模式复用器/解复用器的耦合长度、微环与直波导的耦合间距等关键参数。实验结果表明,所选参数下单个微环直通端的消光比可达24.5 dB。对于模式复用器/解复用器而言,在整个C波段内,TE₁模的传输损耗约为-2.5 dB,且与TE₀模、TE₂模之间的串扰均小于-15.5 dB;对于TE₂模,其传输损耗约为-2.8 dB,而且与TE₁模、TE₀模之间的串扰均小于-24.8 dB。作为原理性的验证,本文还利用热光调制的方案表征了器件的静态光谱与动态响应,动态测试时逻辑操作数是速率为10 Kbps的非归零二进制伪随机电信号。实验结果表明,所提器件能够正确的完成“与”、“或”、“非”及其互相组合的逻辑运算,即可以按照需求很好地实现任意的逻辑操作,未来有望在大规模光电混合集成电路中发挥重要的作用,为研发突破冯·诺依曼计算结构的新型信息处理技术提供了重要参考。