随着现代通信技术的迅猛发展,为满足海量数据传输以及超高速信息处理的需求,具备大带宽、低延迟和低损耗等优势的光互连技术已成为未来一大发展趋势。在光互连系统中,高性能的光滤波器是实现多通道波分复用、密集波分复用等功能的核心器件。在微波光子技术领域,将光学滤波器应用于微波信号处理,能够获得比微波滤波器更大的带宽、更低信号延迟以及更强抗电磁干扰等优异性能。基于绝缘体上硅(SOI)微环谐振器的光滤波器,因其滤波性能良好、结构紧凑、易于集成等优点,在光通信、微波光子等领域具有重要的应用价值,已是光学领域的一个研究热点。本论文首先从光波导理论出发,计算得到了 SOI亚微米尺寸光波导的单模传输条件,并仿真分析了 SOI光波导在不同波导宽度下的光场模式特性变化规律。为实现光纤与波导的高效耦合,仿真设计了垂直耦合的扇形结构光栅。基于传输矩阵的方法,推导出单环、串联双环结构谐振器传输函数的计算公式,分析了微环结构参数(耦合系数、损耗因子等)对滤波器输出特性的影响。为实现滤波器的滤波带宽与中心谐振波长的可调谐性,在滤波器的耦合区,采用马赫-曾德尔干涉仪(MZI)耦合器代替倏逝波耦合器的改进结构。为满足高矩形度、大带宽的滤波需求,设计采用非对称的MZI耦合器与微环谐振器相结合的方案。在理论研究和优化设计的基础上,探索了 SOI微环滤波器的制备工艺,主要包括:电子束光刻、等离子体感应耦合(ICP)刻蚀、蒸发剥离等。详细探索并优化了电子束光刻工艺和ICP刻蚀工艺中的关键参数,制备出高性能的微环滤波器。基于自主搭建的光学测试平台,研究了滤波器的输出响应特性。同时,基于SOI单环的陷波特性,研制出方案简单、易于集成的可调谐微波光子陷波滤波器,其临界耦合时抑制比大于50 dB,而且具有带宽以及谐振中心频率可调谐的优点。最后,探索了 SOI滤波器与InP探测器的异质集成技术,采用以BCB聚合物为粘合剂的片上键合工艺,实现了 SO1滤波器与InP探测器的片上异质集成,并成功获得了滤波之后的光响应特性。该技术为实现片上大规模光子异质集成提供了一种实现途径。