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随着光通信网络技术的发展，对光器件性能提出了越来越高的要求，同时MEMS器件在微波、航天、航空、汽车、生物医学、环境监控等领域也发挥着越来越重要的作用，本论文采用有限元数值分析方法，对采用SOI和PMMA的波导型M-Z热光开关、新型LiNbO3电光调制器和悬臂型MEMS开关等一些典型器件进行了详细计算和分析，考察了其主要结构参数与性能之间的关系，从而为这些器件的优化设计提供了理论依据。论文首先通过热力学分析计算，研究了采用SOI和PMMA的波导型M-Z热光开关的响应时间和功耗，发现SOI热光开关的功耗在0.15W量级，开关的响应时间可达到上升120μs和下降100μs，而PMMA热光开关的功耗只有约3.7mW，比SOI热光开关降低两个数量级，但其开关的响应时间大约为上升16ms、下降19ms，要比SOI热光开关慢两个数量级。进一步论文通过静电分析，研究了传统结构和采用T形电极、脊波导及空气背槽的新型LiNbO3电光调制器的结构参数与性能的关系，发现传统结构很难同时对相速和阻抗实现匹配，而新型结构的LiNbO3电光调制器可以实现相速和阻抗的理想匹配。在前面的分析基础上在我们找到了一组优化结构参数，使得器件的3dB带宽达到98GHz，特性阻抗和损耗系数分别为52Ω和0.464dB／(cm·GHz1／2)，半波电压为7.13V，其整体性能比传统结构的LiNbO3电光调制器有显著提高。最后本文通过力电耦合场分析，对悬臂型MEMS开关进行了研究，计算了不同结构参数条件下的悬臂形变和开关电压，以及实现开关动作所需要的最小驱动电压。论文数值模拟结果与现有文献理论和实验数据相吻合，可作为这些光器件和MEMS器件的优化设计参考，也可以此为借鉴进行其他器件的有限元数值分析。