基于绝缘体上硅SOI(Silicon-on-insulator，SOI)的光学谐振腔因其具有集成度高、功耗低、灵敏度高等特点而广泛应用在光学通信、光学互联以及高灵敏度传感器等技术领域，有着重要的现实意义和潜在应用价值。然而光波导器件由于制备过程中不可避免的粗糙侧壁的存在，使其散射损耗较大，严重制约了大尺寸、高品质因数Q(Quality Factor)光学谐振腔的实现。因此，本文从SOI光波导表面光滑机理展开讨论，探究降低波导侧壁粗糙度，提高其品质因数的优化方法。首先，文章对光学谐振腔的耦合传输理论进行了详细的分析与阐述，并介绍了衡量光学微腔谐振特性的几个重要指标，同时从工艺制备角度揭示了侧壁粗糙度的产生机理，并从理论上分析了粗糙度对光学谐振腔传输损耗及谐振特性的影响；其次，通过微机电系统MEMS(Micro-electro-mechanical-systems)技术制备了SOI圆环型和跑道型谐振腔，并对制备流程进行了简要说明；通过对高温热氧化工艺原理分析及其对波导侧壁光滑处理的优势，我们制定了单次氧化和分级氧化工艺方案，并通过去除金属标记、氧化及后续的腐蚀实验完成了光滑处理过程。最后，我们搭建了耦合实验测试平台，对两种氧化工艺前后的光学微腔的传输性能进行了测试与分析，验证了热氧化工艺对于波导表面光滑优化的重要作用；最重要的是，相比单次氧化工艺，分级氧化工艺对于降低波导传输损耗、提高谐振腔品质因数方面具有更大的优势。本研究不仅为低损耗、大尺寸、高Q值的光学谐振腔的实现奠定了重要的研究基础，对于微光学器件、光网络、光通讯，特别是对于纳米光波导陀螺等新型器件的研制，更具有重要的研究意义和科学价值。