单纤三向复用器是光纤到户接入网中的关键器件。随着集成光学技术的发展,对单纤三向复用器的器件小型化要求不断提高。本文对基于多模干涉耦合器的单纤三向复用器进行深入的研究,以狭缝波导理论为器件设计理论基础,通过优化单纤三向复用器的器件结构,实现器件小型化的目标。本文的主要工作包括:1)对指数渐变型多模干涉(MMI)耦合器进行了理论分析,得到其自映像特性。基于指数渐变型MMI一般成像特性,设计了结构紧凑的新型单纤三向复用器;2)对狭缝波导理论进行了深入研究,建立了用于一般性多狭缝波导的平板波导物理模型,并深入分析和讨论了狭缝波导的特性和适用条件;3)提出了一种基于狭缝波导的新型单纤三向复用器。该狭缝波导采用高折射率差材料器件结构,具有独特的狭缝效应。因此,新型单纤三向复用器获得了总宽度为5?m、总长度为335?m、高度为0.5?m的超紧凑器件尺寸,实现了器件小型化的设计目标。