近年来,由于对快速有效传输特性的需求,光通信技术受到了广泛的关注,并得到了迅速的发展。在追求更好的光传输性能的同时,也需要对信号进行处理,这使得各类光学器件得到了广泛的应用。在光学器件中,平面光波导器件体型较小,内部结构较为贴合,集成工艺也较为简单,能在短距离通信场景中发挥其重大作用。在该领域,使用有机材料和无机材料各有利弊——有机材料易于电光、热光调制,无机材料则相对损耗更低,但由二者混合制成的器件可以结合二者优势,同时减少二者带来的弊端,此种平面光波导器件的未来应用与发展空间将十分广泛。在本文中,我们对二氧化硅/SU-8混合集成的光开关器件进行研究,所设计的光开关器件波导结构采用嵌入条形波导结构,选择聚合物材料SU-8 2002作为芯层,将其填入以二氧化硅为下包层的槽中,并刻蚀掉溢出凹槽的芯层材料,形成凹陷入下包层的矩形波导,随后再旋涂PMMA上包层。通过该制造步骤得到的波导侧壁陡直,基本上解决了往常由于湿法刻蚀导致的内芯形状不齐整的缺点,得以制成更高性能的光子芯片。以该嵌入条形波导结构为基础,分别对基于“DC-MZI”型和“MMI-MZI”型的2×2光开关单元进行建模设计与性能模拟,两种光开关单元的尺寸均小于0.05mm×9.8mm,模拟对于调制臂温度的调节,改变开关的工作状态,分别仿真“Cross”和“Bar”状态,得到良好的性能指标,插入损耗均小于0.049d B,消光比均大于35d B,调制功耗均小于2.82m W。本文论述基于两种新结构的2×2光开关单元后,级联多个所设计的2×2光开关单元,从而获得两种基于嵌入条形波导结构的混合集成4×4光开关阵列。分别对阵列进行性能模拟,通过对多组调制臂温度的调节,可实现从4个任意输入端口进入的光可以从4个任意输出端口导出,在保持所设计结构较高性能的同时也完成了阵列的功能。在此基础上,两种4×4光开关阵列的尺寸均小于0.15×29.2mm,模拟对于各调制臂温度的调节,使其分别工作在任意输入端口到任意输出端口的状态下,插入损耗均小于0.121d B,调制功耗均小于11.29m W。对于以上光开关器件的提出和设计在光通信、光交叉领域具有很大的应用潜力,特别是在制作大规模光开关阵列的方面。在本文中,除了对于嵌入条形波导光开关器件结构的讨论,还对于凸起条形波导光开关器件结构进行研究。凸起条形波导结构即为在二氧化硅衬底上进行芯层材料SU-8 2002的旋涂,通过掩膜曝光形成附着在二氧化硅上方的芯层部分,并在显影过程中湿法刻蚀除掉不需要保留的芯层材料,随后在波导芯层的顶层和下包层的二氧化硅的表面覆盖PMMA上包层。以该凸起条形波导结构为基础,在尽量保持原有器件参数的条件下,分别重新对基于“DC-MZI”型和“MMI-MZI”型的2×2光开关单元和4×4光开关阵列进行设计与模拟。随后,将凸起条形波导光开关器件的各项参数与性能与上文嵌入条形波导光开关器件进行横向与纵向对比,并分别论述了基于两种结构所得光开关器件的优劣势,并将较为适合量产的器件与进行拓展设计,得到适用于光纤阵列（Fiber Array,FA）的参数。在诸多理论分析的基础上,对以上设计的二氧化硅/SU-8混合集成结构的应用进行了可行性分析与实验参数探索。在本文中,也给出了嵌入条形波导结构、凸起条形波导结构以及镀铝电极的工艺流程。制定具体的制备方案后,通过大量实验佐证,分别对于旋涂、前烘、曝光、后烘、显影、刻蚀等相关工艺流程进行真实参数的探究,通过真实操作充分证实了设计的可制备性。