网络交换节点为了实现高效交换,总是需要同时处理多个输入信号,而要得到顺利的输出就需要按照一定的规则安排每一路信号,使它们互不干扰地快速通过,这个过程中就需要用到光缓存器,对光信号进行缓存,避免信道冲突。可调谐全光缓存器避免了光电转换引起的速度瓶颈,为光信号提供可控的延时,替代传统的存储转发。但是至今仍没有实用的可调谐全光缓存器,因此还需要对其进行进一步的研究。本论文用光学微环谐振腔作为光缓存器的基本延时单元,由多个基本单元级联实现较大带宽上的较大延时量。为了实现更高的器件集成度,需要研究如何在缩小微环半径的同时保持器件系统性能。普通条形波导在强烈弯曲时将产生较大的损耗和色散,我们对波导结构进行改良,使用特殊的水平双狭缝结构,在提高对光的限制作用的同时利用这种结构的色散可控性,通过结构优化实现极低的高阶色散,以尽量保持信号质量。首先对微环谐振腔的延时及色散原理进行分析;在此基础上,对水平双狭缝波导进行研究,仿真了波导结构参数对高阶色散的影响,完成用于全光缓存器的波导结构设计和优化;基于游标效应,级联多个轨道型微环并进行光缓存器件级设计,根据总延时谱的性能,计算并优化器件结构,得到具有大带宽、高平坦延时的多微环谐振腔全光缓存器的具体结构参数;最后分析器件制造误差的影响和调谐方法,对各参数的抖动进行模拟分析,提出利用热光效应能方便地改变光缓存器的延时时间,该调谐方法还可用于弥补工艺过程引起的参数误差。基于双狭缝波导微环谐振腔的可调谐全光缓存器能够在通信波长内同时实现宽带低色散和可调的平坦高延时,在保证信号质量的前提下为高速信号提供充分且灵活的缓存,并且器件的尺寸微小,利于进行集成。当需要更高缓存带宽或缓存时间时,只需增大微环个数,实现更大的延时带宽积。本论文提供的多环光缓存器结构和设计及优化方法能用于更大规模的微环谐振腔全光缓存器。