近年来5G技术迅猛发展,随着光电电路板的提出,光互连逐步取代了电互连成为了目前主流的芯片互联技术之一。而作为光互连技术中重要的组成部分——无源光器件,也成为了热门的研究对象。其中传统Y分支型光波导功分器因其特殊的Y分支结构,在尺寸设计上具有非常大的局限性,始终无法满足光器件的高集成度的需求。而应用于光电电路板中的聚合物材料光功分器多采用光刻技术,制备步骤繁琐,且制备精度完全依赖于光刻技术的精度,对聚合物光功分器的制备方法实际生产中缺乏高效且简易的手段。本文为了解决上述问题,在Y分支型光功分器的结构和材料上做了研究和改进,并制备出空气包层的聚合物矩形Y分支1x16光功分器。具体的研究工作如下:（1）基于光束传播法理论,提出了一种新型的Y分支结构的矩形光功分器,为对称和非对称混合结构,在Y分支处做了改进使其在相比于传统的Y分支型光功分器在尺寸上得到了极大的缩减。其包层为空气,基底为SiO₂,芯层为SU8光刻胶,端面为10x10μm的矩形结构。通过对各个Y分支处的仿真优化得到了完整的1x16光功分器的结构尺寸,其长度尺寸<20000μm,仿真结果表明其插入损耗为14.8dB,均匀性为0.8dB。（2）提出了超快飞秒激光刻蚀作为一种新的聚合物光波导器件制备的技术手段,通过研究超快飞秒激光参数对聚合物SU8光刻胶刻蚀效率的关系,得到了完备的聚合物SU8光刻胶的飞秒激光加工工艺。其中,分别对飞秒激光的离焦量、功率、扫描速度及扫描路径间距进行了研究,得到了当离焦量Δf=0μm,激光功率P=100m W,扫描速度v=10mm/s,扫描路径间距d=4μm时,飞秒激光可以刻蚀出截面为10x10μm矩形的的聚合物光波导。采用飞秒激光器设定上述工艺参数制备出完整的聚合物空气包层1x16矩形光功分器。（3）研究了当单模光纤和多模光纤与空气包层聚合物光波导耦合时的效率,着重对径向偏差、轴向偏差、角度偏差、菲涅尔反射和模场失配等因素进行了仿真分析。得到了单模光纤作为输入光纤时,径向偏差ΔX=0μm,轴向偏差ΔZ=0μm,角度偏差β<8?时,耦合损耗最大为0.4dB;当多模光纤作为输出光纤时,径向偏差ΔX=0μm,轴向偏差ΔZ=0μm,角度偏差β<15?时,耦合损耗最大为4.6dB。（4）搭建了光纤耦合测试平台对功分器的性能进行了研究,通过通光测试并记录计算结果,得到器件的插入损耗<20dB,均匀性为1.42dB。搭建了偏振敏感性耦合测试平台,当输入线偏振光以不同的角度进入器件中时,对器件的偏振敏感性进行了研究。当输入线偏振光以角度θ=0?或θ=180?进入输入波导时,其归一化输出功率为0.035,当输入线偏振光以角度θ=90?或θ=270?进入输入波导时,其归一化输出功率为0。通过仿真软件对器件在不同的工作环境下的热稳定性进行了研究,器件在常规工作环境-40?C～80?C下的依然具有良好的结构稳定性,在-40?C和80?C下的最大形变量均为50e-5μm,均远小于容许的形变阈值0.1μm,即具有良好的热稳定性。