硅基光电子技术因为可以和CMOS集成电路工艺兼容等优势获得了广泛的关注,成为各大科研院校甚至国家战略部署的优先选择。然而硅本身载流子色散效应较弱,导致有源波导较长,调节功耗较高,限制了硅基光电子进一步往大规模、低功耗和集成化发展。相变材料的引入可以在较小的尺寸上极大地调节波导的有效折射率,使其成为光波调控的一种新手段。光开关作为光通信领域的重要器件,通过改变波导相位,实现了对光路的路由切换。将相变材料和硅基光开关相结合可以减小开关芯片的尺寸并大幅降低静态功耗。论文主要以波导光栅辅助反向耦合器为研究对象,并结合相变材料提出了一种反向耦合光开关结构。首先介绍了相变材料的相变机理,然后着重介绍了光栅辅助反向耦合器的理论基础,包括耦合模理论、耦合模方程以及耦合模方程的数值解法。接着介绍了光栅辅助反向耦合器的基本原理,对影响布拉格波长的因素也进行简单分析。最后,将相变材料和光栅辅助反向耦合器相结合进行数值仿真,研究了各主要结构设计参数对器件性能的影响。论文最后还研究了光栅辅助反向耦合器的工艺制作流程、实验测试系统和测试结果。相变材料采用硫属化合物Ge2Sb2Te5（GST）,该材料具有组份稳定并易于加工的特点。GST可通过加热实现从非晶态到晶态的相变。实验结果表明,在带宽2.2 nm的波长范围内,器件的插入损耗小于5 dB,消光比大于15 dB。由于相变材料GST的“自保持”特性,不需要静态功耗就能维持两种状态,能实现非易失光开关器件。