随着光纤通信技术的快速发展,集成光电子器件特别是光开关由于制作简单、成品率高、成本低、易于集成等优点得到了广泛的应用。本论文首先介绍了集成光电子器件的发展、光开关的应用以及已有的热光开关器件的种类。与铌酸锂和III-V族半导体材料相比,二氧化硅材料和聚合物材料在材料成本和制作成本上更具优势。本论文的创新点在于有效地结合了SU8高热光系数和二氧化硅低传输损耗、低耦合损耗的优势,使得器件的功率损耗低、尺寸较小。相较于其他以聚合物材料作为芯层、二氧化硅作为下包层来实现电光、热光开关功能的器件,本论文提出的混合集成热光是将SU8波导作为MZI的双臂,二氧化硅波导作为3dB的功分器和合波器。SU8热光系数较高,当温度相同时SU8产生的有效折射率差较大,根据马赫曾德干涉仪基本原理可知,△neff较大时实现相同开关功能所需的传输臂长度较小,减小了器件的尺寸。首先,本文简单介绍了平面光波导的基本理论和数值计算方法。文中分析了解平板波导的解析方法和求解条形波导的近似方法,以及单模条件、弯曲损耗和模式耦合理论。为了解决复杂波导和器件的精确求解问题,须要采用数值计算方法,结合本文所要采用的波导结构,对器件仿真设计所用到的光束传播方法做了详细的理论分析介绍。其次,本文对混合集成热光开关的结构做了仿真分析和优化设计。文中给出了基于马赫曾德干涉仪型的混合集成热光开关SU8波导和二氧化硅波导的端面耦合方案,并利用模场叠加积分优化了方案中的波导结构。利用基于光束传播方法的Rsoft软件验证了优化过后的波导结构,两波导之间的耦合效率约为0.81。同时,用Rsoft软件确定了3dB功分器(合波器)采用多模干涉的结构以及其具体的结构参数。最后,根据仿真设计得到的波导结构,本文进行了混合集成热光开关的制作。采用了在二氧化硅波导图形上套刻窗口,旋涂套刻SU8波导的工艺制作方法。同时,采用两次匀胶的方法实现了在6μm二氧化硅台阶上旋涂光刻胶,成功制备了SU8-二氧化硅混合波导。测试结果显示,温度变化不到20℃即可实现开关功能,消光比可达到23dB