随着信息化时代的到来,各大领域对信号处理系统的速率和带宽均提出了更高的要求。传统的电学信号处理系统因自身具有理论上限而终将无法满足这一需求,随后发展的光纤信号处理系统虽然具有更快的传输速度与更大的通信容量,但同时也存在体积大、质地脆、能耗高等一系列问题。发展高集成度、低功耗、易操作的硅基集成光子信号处理系统是解决通信节点阻塞、提高通信系统容量的必由之路。为进一步提高该系统的处理质量,本文基于绝缘体上硅（Silicon-on-Insulator,SOI）平台,利用Sagnac环和微环谐振器（Microring Resonator,MRR）这两种基本元件,设计、制备并测试了三种硅基集成信号处理器件。主要研究内容如下:首先,提出并实验验证了一种基于硅基Sagnac环结构的光学反射镜。通过研究Sagnac环结构的反射特性,采用工艺容差大、温度敏感性低的2×2多模干涉仪（MultiMode Inferometer,MMI）代替传统U形波导,对硅基Sagnac环反射镜进行结构设计;并通过研究硅基器件的工艺流程及实验装置,对该反射镜进行了制备与测试。实验结果表明,该反射镜具有高反射率（普遍可达80%以上）、低温度敏感性、尺寸小、重量轻、制作简单等优势,在量子通信系统中具有良好的应用前景。其次,实现了一种基于级联MRR结构的片上类Fano谐振器。借助传统上下载型单MRR的传输特性,将级联MRR嵌套在2×2 MMI内对该类Fano谐振器进行结构设计。为实现较高的斜率,在制备类Fano谐振器时还分别在其MMI下分支及右侧MRR处各集成一个微型加热器。实验结果表明,该类Fano谐振器的斜率最高可达-247.54 d B/nm。此外,该类Fano谐振器还具有结构紧凑、工艺复杂度低等优势,可用于构造高精度波长检测器。最后,设计了一种基于跑道型环（Racetrack Ring,RR）辅助马赫曾德尔干涉仪（Mach-Zehnder Interferometer,MZI）结构的平顶光子滤波器。在传统圆环辅助MZI结构实现平顶滤波器的基础上,将圆环替换为RR,并放弃在RR或MZI下臂处集成π或π/2的外部相移,使工艺难度极大地降低。结果表明,该滤波器具有极高的边缘陡峭度（3 d B带宽与10 d B带宽的比值约为0.96）,可广泛应用于波分复用系统中。