在大数据时代的背景下,集成光学由于其通信速率和带宽上的优势得到快速发展,得益于它的CMOS兼容、高集成度、小体积等特点,硅基光子学被认为是其中很有潜力的一个方向。微环型光学滤波器作为光学通信系统中的基本器件,在全光信号处理中的滤波、分波技术和波分复用技术中都有非常重要的应用,而这种结构往往最小线宽小于200nm,给加工制造带来了很大难度,本文致力于从设计上改善最小线宽过小的状况。本文首先对硅基光子学的发展和光学滤波器的技术发展做了调研和综述,说明本文研究的中心,然后对波导理论、耦合理论、微环理论进行介绍,结合以上理论研究单个微环构成的基本结构的微环谐振器的传输曲线。在此过程中,我们发现,单个微环的输出曲线为上凸的洛仑兹型,即3dB带宽很小且上升下降沿也不够陡峭,在实际的应用中,常常需要输出谱线为“箱型”,以降低对中心波长的精确度要求,此时需要级联多个微环达到这样的目的。接下来,介绍串联微环滤波器的传输曲线的计算方法、串联微环滤波器的设计步骤和分析传输曲线的影响因素。探究获得二阶串联微环滤波器获得平顶的条件,并且用matlab仿真计算了三阶、四阶、五阶满足平顶条件时的耦合系数。采用三维的有限时域差分法仿真得到耦合系数对应的波导之间的距离。分析串联微环个数对传输曲线的影响,发现个数越多,下载端的消光比越大,同时,曲线中上升和下降的斜率也越大。此外,对五阶串联微环分析耦合系数的不对称性和波导损耗对传输曲线的影响,发现不对称性越大,下载端的最大输出功率离100%越远,下载端的消光比下降得越快,越处在中间位置的微环的对称性对传输曲线的影响越为明显;损耗系数增大,谐振波长的最大值下降,相比于下载端来说传输损耗对直通端影响较小。本文选择在3个微环串联的基础结构上对滤波器进行优化。先比较几种常见的耦合方式的优劣势,确定选择跑道型的耦合结构。再针对前面计算出的串联3阶微环耦合系数0.45,0.09,0.09,0.45计算波导间隙关于波导宽度的曲线,最终确定波导宽度350nm,此时最小线宽为300nm,达到降低加工难度的目的。用FDTD法对器件进行整体仿真,设计的滤波器能够达到平顶的要求,自由光谱程约为13nm,波长为1550nm时,下载端的插损为4dB左右,消光比为22dB左右。最后,设计版图,介绍S加工工艺、测试平台,测试得到该滤波器性质:下载端出现了平坦的顶部,带内波动将近1.5dB,自由光谱程为13.3nm,3dB带宽为3nm,下载端的插入损耗在5dB左右,消光比约为14.2dB。并与仿真结果做比对分析。从比较结果来看,中心微环的制造偏差(波导宽度略小于设计值,间隙宽度略大于设计值)导致制作出的串联三阶微环滤波器出现将近1.5dB带内波动,同时消光比低于仿真值,但整个滤波器仍然能达到设计目的和滤波性能。