随着光纤通信系统信息业务急剧增长,为了提高光纤传输容量,新的技术包括空分复用、模分复用、多级调制技术越来越受到科学家们的关注。利用模分复用技术、波分复用技术以及偏振复用技术可以显著地增加光纤的传输容量。在模分复用系统里,关键在于设计模式复用和解复用器件、模式转换器。基于此情况,本文采用聚合物材料EpoCore、EpoClad设计了非对称定向耦合器,以可调谐激光器作为光源,设计了一种可以实现E11模和E21模复用和分离的定向耦合器,并可利用聚合物热光效应对耦合效率以及工作中心波长进行调节。论文首先介绍了非对称定向耦合器的工作原理,以及聚合物材料热光效应原理,分析利用在耦合器上包层加电极,分别改变非对称定向耦合器两个波导芯层折射率的方式,从而对非对称定向耦合器性能进行控制。其次,论文重点介绍了非对称定向耦合器的具体结构,对耦合器的耦合间距与耦合长度、耦合效率与波长、波导高度、波导宽度以及折射率差等相互关系进行了ComsolMultiphysics和BPM仿真分析,分析表明非对称定向耦合器可以容忍的宽波导宽度误差在0.1μm左右,高度可容忍误差可达2μm以上,而折射率误差可以通过加热聚合物材料进行调节,因此控制波导宽度很重要。且所设计的定向耦合器在C波段(1530-1565 nm)可实现98%的模式转换效率。进一步分析了S型弯曲波导、锥形波导等分支结构的传输损耗,并最终确定了分支结构的尺寸参数。最后,在仿真确定各项参数的基础上,设计制造了掩模板,掩模板主要分为电极部分和波导部分,在两部分对应位置分别设计了对位标记,以便在器件上包层加电极进行温度调节。然后介绍了非对称定向耦合器芯层、包层以及电极制作工艺,以及实验中遇到的问题以及相应解决方案。对所制作的样品进行了测试,在波长为1545 nm附近实现了耦合效率大于97%的光功率转换。