随着系统对互联带宽需求的增大，电互连已经成为高性能系统的一个瓶颈，系统内的芯片间以及电路板间采用并行光互连是高性能计算机和高速通信交换系统突破电子瓶颈，提高性能的一个关键技术。本文对新型的二维准六角密排光纤阵列并行光互连技术进行了深入的理论和实验研究。另外，对单模光纤啁啾信号的时频分析方法进行了对比研究。 第一章系全文的绪论，对光互连和构成光互连系统的聚合物光纤进行了阐述。首先介绍了光互连产生的背景，相对于电互连的优点和光互连系统的结构及发展应用。其次介绍了聚合物光纤损耗特性，色散特性及带宽。最后介绍了目前国内外并行光互连系统方面的研究发展状况。 第二章对二维准六角密排光纤阵列进行了研究。首先简要介绍了二维光纤阵列并行光互连发展概况。然后，针对原有二维光纤阵列密排结构的缺点，本文引入了一种新的光纤密排结构，即准六角密排结构。在考虑光纤尺寸制造公差的情况下，研究了这种新结构中光纤定位的统计规律，最后实验制作了准六角密排光纤阵列的样品并对光纤定位误差进行了测量。 第三章研究了垂直腔面发射激光器与二维准六角密排光纤阵列的耦合。首先得出了VCSEL出射模场与聚合物光纤(POF)导模场的表达式，给出了相应的模场半径的计算公式，并研究VCSEL与POF之间存在对准偏差情况下的耦合效率。 第四章研究了二维准六角密排光纤阵列与光探测器阵列的耦合。首先介绍了用以求解耦合效率的束传播法，并研究了POF与光探测器之间存在横向和纵向对准偏差情况下的耦合效率，并讨论了在光探测器光敏面直径变化情况下的耦合效率。 另外，在第五章对单模光纤啁啾信号的时频分析方法进行了对比研究。针对传统的时域Fourier分析法只能进行全域分析的缺点，本文分别引入短时间Fourier变换(STFT)，小波变换与Wigner-Ville分布(WVD)，将分析从时间域扩展到时间一频率域，从而更好的表示了信号的局部特性。 第六章对全文进行了总结。