SOI(Silicon-On-Insulator)中文翻译成为绝缘体上的硅,其在半导体材料领域占有一半份额,因其在低压、高温、低功率电路、传感器及光电集成方面有着优良的性能,所以被称为“二十一世纪的硅基础电路技术”。同时,SOI材料的光开关具有与传统硅工艺相兼容、实现光电的集成,开关响应时间快,精湛的加工技术和造价低廉等优势,成为广泛应用的具有发展前景的半导体材料。因此,其不但可以制作精致紧凑灵敏的光电集成器件,也为在CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)微电子工艺上实现光电集成提供了一个优良的平台。本文拟以SOI光开关的设计与仿真作为自己的研究方向,重点研究了基于优化后的开关单元进行光开关阵列的建模与仿真。由于光开关在制备工艺上有着一定的困难与不成熟,所以本文主要利用光束传播法对耦合器、光开关以及大型光开关阵列进行优化设计,主要研究内容包括:(1)2×2 SOI光开关单元的优化设计与性能模拟,从MZI(Mach-Zehnder Interferometer)型光开关结构和原理出发,利用有限差分光束传播法优化设计的MZI干涉仪型光开关单元,并对其光路进行性能仿真。(2)2×2 SOI电光开关的研究,研究了SOI电光开关载流子色散效应及其特性。(3)在2×2光开关单元的优化设计和连接光路建模与仿真基础上,构建网络结构,仿真分析了4×4、8×8、16×16的MZI型SOI热光和电光开关阵列的性能。