现代社会飞速发展,人们与互联网的关系越发密切,移动通信、大数据、云计算等新兴互联网模式不断出现,使得通信领域的信息传输容量正在以指数的形式增长。无论是以太网系统还是数据中心都对通信的速率和能耗等性能方面提出了更高的要求。而传统的光收发模块和关键光电路由器件在尺寸和功耗上都已经不能满足需求。硅基集成的光子器件以光子为信息载体,不仅具有超高带宽、超快传输速率、抗电磁干扰和低能耗等优势,而且使得超紧凑、高集成度的光子集成器件成为可能。具有波分复用功能的光子器件由于能在单根光波导中同时实现多个波长的多路信号传输,是高速光通信系统中非常重要的元件。本论文将主要研究基于绝缘体上硅材料的波分复用器件：刻蚀衍射光栅(EDG, Etched Diffraction Grating)。本文首先详细地介绍了刻蚀衍射光栅的基本原理,包括它的几何结构、工作原理和基本特性。给出了刻蚀衍射光栅的设计方法和数值仿真方法。接着,针对高速光通信系统中的全光路由的应用,在硅层厚度为220nm的SOI材料上设计制作出了通道间隔为10nm的基于刻蚀衍射光栅的4x4光波长路由器。详细地分析了刻蚀衍射光栅路由器的设计原理和仿真结果,并且介绍了其制作的关键工艺和整体流程；最后给出了器件的测试结果,并对其损耗均匀性问题进行了分析且提出了相关改善方法。然后,设计和制作了通道间隔分别为20 nm和4.5 nm的偏振不敏感的刻蚀衍射光栅,这些器件可用作高速以太网中40/100Gbase-LR4系统的波分复用器。提出了基于硅层厚度为3μm的SOI材料平台的偏振不敏感的刻蚀衍射光栅的设计；详细地分析了降低由于高阶模而引入的串扰的设计原理和方法,给出了器件的整体结构设计及仿真结果；接着对器件制作的关键工艺和流程进行了介绍；最后给出了测试结果,并对结果进行了分析。