伴随超高速、超大容量通信系统的应用需求,光电系统的性能和集成度要求不断提高,光电器件的微型化、功能化已经成为光电器件的重要发展趋势。在众多微纳波导中,微纳光纤具有尺寸小、光场约束能力强、损耗低、易于集成等优异性能,已经成为当前微纳光子学领域的研究热点之一。此外,硅基光电器件可以借助成熟的硅基加工工艺、廉价的材料成本和其良好的光电混合集成特性,为光电器件的设计及应用提供了更多可能。本文围绕功能化微纳光电器件的应用需求,数值研究了硅基微纳光纤的传输特性和调控能力,发现其具有独特的模式和色散等传输特性,并可以基于结构设计和引入偏压实现传输特性的调控。本文的主要工作内容如下:(1)数值模拟了硅基微纳光纤的模场和色散特性,获得了波导参数对其传输特性的影响和变化规律。建立了硅纳米线波导的理论模型,数值模拟了不同硅基微纳光纤的传输特性。数值结果表明:硅微纳波导结构具有很强的光场约束能力,并在宽波段范围内能够实现巨大、可调谐的反常色散。(2)数值模拟了硅基复合波导的传输特性,并获得了波导参数和外加电场对其传输特性的影响规律。建立了铌酸锂包覆单晶硅微纳光纤的理论模型,数值模拟了硅基复合结构波导的模场特性,发现纤芯尺寸的变化比中间层厚度的变化对硅基复合结构光纤的影响更大。通过改变微纳光纤结构和外加电场,验证了波导几何结构和外加电场对复合结构微纳光纤波导色散的调控能力。