基于绝缘层上硅(SOI)的集成光子器件,依托于成熟的互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺制造体系,继承了硅基集成电路制造业低成本、高稳定性、可大规模集成和扩展的优势,具有重要的应用价值和广阔的市场前景。但是,由于硅材料本身电光效应弱,应用于电光调制器时器件尺寸大、功耗高;其次,硅材料本身的载流子效应限制了器件的响应速度。因此,为了得到更好的调制性能,比如小尺寸、低功耗、大操作带宽,将硅基结构与新型材料结合成为了一种可能的发展趋势。石墨烯作为一种新型材料自2004年被发现以来,凭借其优良的光电特性引起了人们的关注。石墨烯具有高的电子迁移率、强的三阶光学非线性、高功率饱和吸收、宽谱稳定吸收等优良的性能,非常适合与硅基结构结合进行研究。但是单层石墨烯材料对垂直入射光的吸收率只有2.3%,这极大的限制了石墨烯器件在光通信系统中的应用。如何提高单层石墨烯层的光场吸收率,最大限度的激发硅基石墨烯器件优良的光电特性已经成为现今学术界研究的热点。在硅波导上覆盖石墨烯层这种器件结构能提供相比垂直入射拥有更长的相互作用长度。本论文的研究主要集中在基于SOI这种优秀的载体,在不同的硅基波导结构上转移石墨烯层,研究硅基石墨烯器件的电光特性。利用石墨烯的电光调制机理,我们提出并理论分析了一种基于硅基一维光子晶体纳米梁谐振腔与石墨烯混合结构的电光调制器。石墨烯层的电光效应能够被所施加的驱动电压进行调控,通过外加驱动电压调节石墨烯的费米能级位置,器件的品质因数和谐振峰的位置都可以进行调控,从而实现对光波的调制。该结构集成了石墨烯和纳米梁谐振腔的优点。通过对FDTD仿真结果分析,该石墨烯电光调制器FSR为125.6nm,调制深度为~12.5 dB,调制带宽高达133 GHz。在宽的频谱范围内只有一个谐振峰,在调制时不受相邻谐振峰的影响。其除了具备现有石墨烯电光调制器体积小、易于集成和功耗低的优点之外,还有具有高调制速率、高消光比、大工作波长范围的特点,这对于波分复用系统(WDM)非常重要。