伴随着光通信朝向高容量、长距离和高速率发展，光子集成芯片将是未来光网络的核心组件，目前来看InP基光子集成芯片在光发射器领域将继续起着不可替代的作用。本论文详细阐述了几种InP基有源和无源光子器件的设计、制备与测试，主要的工作和创新点如下:　　1.研制出宽波长调谐范围的两段式分布布拉格反射(Distributed Bragg Reflector，DBR)激光器。通过采用带隙波长为1.4μm的InGaAsP体材料(1.4Q)作为DBR波导芯层，由电注入获得的波长调谐范围达到13.8 nm，结合器件工作温度的改变，波长调谐范围可继续扩展至17nm。此外还制作了在器件DBR区单独集成了一段Ti薄膜电阻的DBR激光器，利用薄膜电阻的热效应实现对DBR激光器的热调谐。实验数据表明，该方案可以很好地缓解温度对Gain区的影响，并获得了超过20.1 nm的波长调谐范围。　　2.研制出DBR激光器、半导体光放大器(Semiconductor Optical Amplifier，SOA)和电吸收调制器（Electroabsorption Modulator，EAM）单片集成的芯片。EAM用于对DBR激光器的光输出进行外调制，其小信号的3dB带宽达到13 GHz，SOA可以有效地起到光功率放大的作用，芯片的输出功率超过30 mW。该芯片有望应用于下一代传输速率超10G的长距离波分复用无源光网络(Wavelength-Division Multiplexing OpticalPassive Network,WDM-PON)网络中。　　3.提出了一种工艺更为稳定的磷离子注入诱导量子阱混杂的工艺方案。通过引入保护层和刻蚀注入缓冲层，无需混杂区材料的质量可以很好地保护，基于该工艺方案制备了EML和FP激光器，验证了该方案的可行性。　　4.研究分析了分布反馈(Distributed Feedback, DFB)激光器阵列的温度特性。一方面研究了温度对DFB激光器工作波长和输出功率的影响，另一方面研究了阵列中DFB激光器单元之间的热串扰，为后续的DFB阵列合波芯片的设计提供了参考。　　5.设计并研制出结合上限制层选择区域外延技术及集束波导技术制作的InP基直调DFB激光器阵列合波发射芯片。其中包含四路直调激光器、多模干涉(MultimodeInterference,MMI)光合波器和SOA。四路激光器的激射波长间隔为0.6 nm，通过SOA的放大作用，片上输出功率大于8 mW，激光器的直调小信号3dB带宽大于7 GHz。详细研究并分析了该芯片的制备工艺对其性能的影响，所提出的材料集成工艺和波导刻蚀工艺对对简化芯片制备工艺和降低成本具有重要意义。　　6.设计并研制出电吸收调制DBR激光器阵列合波发射芯片。芯片包含四路可调谐DBR激光器、EAM、MMI光合波器和SOA，初步测试结果表明，芯片的输出光功率超过1 mW，各信道的波长调谐范围大于8.5 nm，EAM的小信号3dB带宽大于7 GHz。　　7.设计出一种InP基偏振分束器。利用TE和TM模式在MMI波导中的传播常数的不同，在TM模式成像点处引入耦合波导将TM模式的光耦合输出，TE模式的光则在另一位置反射进入级联的MMI波导中进一步成像输出。模拟结果表明，器件的偏振消光比大于30 dB。此外，该设计的优点还在于其结构简单和尺寸紧凑，有利于与其它InP基光子器件实现单片集成。　　8.设计出一种应用于片上模分复用链路的模式复用/解复用器。通过倾斜连接两个MMI波导实现基模和一阶模的复用和解复用的功能，极大地改善了器件中相移器的工艺容差，同时保留了MMI器件波长不敏感的优点。同时，器件还具有紧凑的结构，基于Si基波导的模式复用/解复用器的尺寸仅为39.54μm。利用该模式复用/解复用器，还设计了两类可用于片上的波长和模式同时复用的数据传输链路，并对其主要无源部分的性能进行了仿真。