90度光混频器是一种重要的光学相干解调器件,它能够将两束输入光进行相干混频,通过对四路输出光强度的测量获得两束光的相位差。作为一种关键器件,90度光混频器在相干光通信、光学相干成像,以及光学传感等领域中具有广泛的应用前景,因此其设计与制作受到研究人员的持续关注。利用集成光学技术制作的平面波导器件具有结构紧凑、性能稳定、可批量制作和低成本的独特优势,集成型光混频器被认为是光混频器技术发展的重要方向。本论文对90度光混频器的关键结构进行了优化,在此基础上设计制作了二氧化硅基平面光波导型90度光混频器,并对器件性能进行了实验表征。本学位论文的主要内容如下:1.对基于不同结构的集成光学90度光混频器进行了比较和优选,在此基础上,对基于3dB分光-延时结构的光混频器进行了结构设计和性能仿真。2.针对相干光通信高阶调制模式的应用,理论分析了 90度光混频器的的制作误差对信号接收质量的影响,建立了相移误差、功率不均衡性与信号接收质量的关系模型,为器件性能评价提供了理论依据。3.对90度光混频器各个结构单元性能进行了实验优化。结果表明,对于交叉波导,交叉角选择20度时传输损耗小于0.7dB,串扰损耗小于-40.0dB;90度相移延迟线实际测试结果与理论值相比偏差预估在1.5度以内;定向耦合器3dB功分时实际耦合长度大约是仿真值的1.2倍。4.对90度光混频器插入损耗、输出信号相位正交性以及幅度均衡性进行测试。器件的插入损耗大约为1.OdB,器件四个端口输出光相位相对相位差与理想值相比偏离小于5度,上下两路输出信号幅度均衡性误差在4%以内。器件的关键性能指标达到市场上现有的光混频器产品水平。