在现代光通信中，作为光通信系统关键器件的光调制器越来越引人关注，在集成光学中占有重要地位。极化聚合物电光调制器具有响应速度快、制备工艺简单、制作成本低、容易集成、容易实现高带宽等显著优势，正成为集成光学研究的热点。　　马赫-曾德尔(Mach-Zehnder，MZ)干涉型波导结构是集成光学器件中一种最基本的，但也是最重要的波导结构之一，在平面光波导器件和集成光路中具有重要的地位。本论文将聚合物波导材料的合成与聚合物波导器件的制备相结合，对聚合物MZ结构的光波导电光调制器的研究进行了新型聚合物波导材料的合成、聚合物光波导电光调制器的设计、制备及电光调制器性能的测试等一系列的研究工作，并在此基础上对MZ结构的长程表面等离子激元波导聚合物电光调制器进行了初步的设计研究。论文的主要内容如下:　　1、从分子设计出发，合成了氟化聚酰亚胺（Fluorinated Polyimide，FPI）聚合物光波导材料，通过红外光谱（Infrared，IR）、核磁共振谱(Nuclear Magnetic Resonance，1HNMR)表征证明了FPI与设计结构一致。热分析表明FPI具有合适的玻璃化温度和良好的热稳定性。通过旋涂法制备了高品质的聚合物薄膜，研究了薄膜的成膜性及相关光学性能，结果表明，FPI具有能满足制备聚合物光波导器件要求的成膜性、以及较低的光学传输损耗（波长1310nm下的传输损耗在0.1dB/cm左右，1550nm下的传输损耗在0.2dB/cm左右）。利用FPI作为波导芯层材料，制备了倒脊型光波导，并实现了波导的良好导光。交联的FPI可用于多层涂覆工艺，较好的解决了聚合物光波导材料在旋涂成膜制备波导器件时因存在的材料互溶而不成膜问题，简化了制备结构较复杂的聚合物多层平面光波导器件的制备工艺。　　2、从分子设计出发，合成了光学透明性好、热性能稳定的以嘧啶和苯并噻唑为π电子桥的含活性基团偶氮类生色分子C1，C2，C3，并通过共聚方式制得了一系列聚氨酯酰亚胺(Polyurethane-imide，PUI)电光波导材料。通过IR、1HNMR表征证明了PUI与设计结构一致。热分析结果表明PUI具有合适的玻璃化温度(Tg)和良好的热稳定性，其Tg在196-208℃，10％热失重温度在275-390℃之间。通过旋涂法制备了高品质的聚合物薄膜，研究了薄膜的相关光学性能，结果表明，波长1550nm下的PUI的折射率在1.597-1.651之间，波长1550nm下的传输损耗在0.7-0.9dB/cm之间。利用PUI作为波导芯层材料，制备了倒脊型光波导，并实现了波导的良好导光。交联的PUI可用于多层涂覆工艺，较好的解决了聚合物光波导材料在旋涂成膜制备波导器件时因存在的材料互溶而不成膜问题，简化了制备结构较复杂的多层平面光波导器件的制备工艺。合成的PUI优于现有文献报道的聚氨酯酰亚胺电光材料。　　3、对聚合物电光波导材料PUI的极化及其电光系数的测试开展了研究。利用折射率椭球法推导了垂直极化的聚合物电光薄膜折射率改变量与材料电光系数、外加电场的关系，利用旋涂工艺和电晕极化技术制备了极化聚合物薄膜，用简单反射法测试的波长1550nm下的PUI电光系数在40-56pm/V之间，并且有较好的极化稳定性。　　4、对基于PUI电光波导材料的MZ结构的聚合物光波导电光调制器进行了研究。结合电光效应分析了MZ的工作原理，并以光波导模式理论为基础，利用有效折射率法对倒脊形波导的模式特性进行了分析，为电光器件的设计和制备奠定了理论基础。通过COMS OL及OptiBPM软件对MZ结构的PUI聚合物倒脊型光波导结构进行了优化设计，同时通过理论计算和分析，设计了共面波导行波电极。结合PUI材料的特点进行了波导器件制备工艺的优化，最后制备出MZ结构的PUI聚合物倒脊型光波导电光调制器，并在不同波长、不同调制频率下观察到了器件的电光调制响应。　　5、鉴于表面等离子激元(Surface Plasmon Polaritons，SPP)光波导器件具有独特的光电特性，仿真设计了基于PUI电光波导材料的MZ结构的长程表面等离子激元（Long-Range Surface Plasmon Polaritons，LRSPP）波导聚合物电光调制器。对金属介质界面的SPP及LRSPP波导模式做了分析，针对PUI电光波导材料及Au芯层材料，模拟研宄了MZ结构的LRSPP波导聚合物电光调制器，得到了优化的器件设计参数。以PUI为波导包层材料、Au为金属芯层材料实验制备了LRSPP波导，为基于聚合物SPP波导电光调制器的进一步研究和制备奠定了一定的基础。设计的SPP波导聚合物电光调制器拥有电光聚合物的快响应、SPP波导的亚波长传输、SPP波导单模式及光电复用等优点，在未来的集成SPP波导器件中具有重要的应用前景。　　本论文对聚合物平面光波导电光调制器及表面等离子激元波导聚合物电光调制器的研究，为研究和制备高指标、光学性能良好的大规模高速集成聚合物波导电光器件及SPP波导电光器件提供了一定的参考价值。