亚微米尺度横截面的波导器件是光子和微电子集成的基本要求，而基于绝缘体上硅(SOI)的光子线和光子晶体及其器件很好的满足了这一要求。平行光波导定向耦合器是光子集成中基本元件之一，本文围绕平行波导间定向耦合问题展开，对基于SOI的光子晶体定向耦合器和光子线定向耦合器的设计、制备以及性能测试进行了相关的理论和实验研究，具体工作包括：　　 改进一种计算二维光子晶体缺陷模式的方法。运用一维时域有限差分(FDTD)算法和线性插值法在总场-散射场的连接边界引入入射波，并采用完全匹配层技术对外行波进行了有效吸收。通过在光子晶体非对称方向引入入射平面波、选取合适的探测点位置收集电场值以及采用快速傅里叶变换(FFT)方法研究了二维正方介质柱光子晶体缺陷模的共振频率与缺陷介质柱半径和介电常数之间的关系。　　 采用平面波展开法和FDTD法设计和模拟了基于SOI的空气孔结构二维光子晶体梳状滤波器。提出一种减小器件尺寸的方法，通过增大相互靠近的两根平行线波导中间一排空气孔的尺寸，减小了间隙的有效折射率，增大了模式间的耦合系数，从而减小了器件的尺寸，更适用于光子集成。　　 通过剂量测试，系统的研究了在不同剂量条件下光刻胶空气孔直径的设计值和实测值之间的关系以及项层硅空气孔直径的设计值和实测值之间的关系，为制备高质量的光子晶体器件打下坚实基础。接着采用电子束曝光(EBL)工艺和感应耦合等离子体(ICP)刻蚀技术试制了基于SOI的光子晶体定向耦合器，并对耦合区长度为50a(a为光子晶体周期)的器件性能进行了初步测试。采用同样材料和工艺制备出了基于横截面为0.34μm×0.34μm光子线的定向耦合器。测试结果与三维FDTD模拟结果相符，两个端口的透射功率随着波长的变化而交替变化并表现出梳状滤波功能。