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氮化硅光波导具有芯包层折射率差大、器件尺寸小、集成度高、性能稳定性高等优点,较之于目前的SOI,其成本低且制备工艺简单。本论文理论和实验研究了氮化硅光波导的损耗特性及其优化方法。论文以氮化硅和二氧化硅分别为波导芯层和包层材料,首先基于光波导理论设计了两种端面尺寸(1μm×0.4μm和3μm×0.1μm)的氮化硅矩形单模光波导,设计并制备了用于测量该光波导损耗特性的光波导阵列结构;其次搭建了用于测试氮化硅光波导损耗特性的截断法和CCD图像法测试平台。利用截断法测得端面尺寸为3μm×0.1μm和1μm×0.4μm的氮化硅光波导传输损耗分别为1.76dB/cm和5.1dB/cm,与模场直径为4.8μm的高折射率光纤的耦合损耗分别为2.6dB和9dB;然后针对截面尺寸为1μm×0.4μn的氮化硅光波导中由模场失配导致的较大耦合损耗,优化设计了三层逆锥形模斑转换器结构,结果表明采用该模斑转换器后该氮化硅光波导与普通单模光纤的耦合损耗为2.3dB(TE模式)和3.4dB(TM模式),相比没有模斑转换器的情况下分别减少了 8.7dB和9.1dB。针对由波导侧壁粗糙导致的较大散射损耗,基于Payne-Lacey理论中的波导侧壁粗糙与散射损耗的经验公式来对散射损耗进行分析。设计并搭建了二氧化碳激光热回流系统来并通过多次实验得到并优化了氮化硅光波导热回流的工艺参数为:激光光斑直径1.6mm,功率为30-35W,照射时间为30～40秒。