现代大容量、高速的光通信网络的发展离不开集成光子器件的应用。同时,光子器件的应用还渗透到如片上系统光互连、光伏、显示、传感等诸多领域。并向小型化、集成化、与节能化方向发展。硅材料以其高折射率差、低成本、有成熟的微电子制作平台等优势,越来越得到广泛关注,并取得了一系列重要的技术突破。然而其在有源器件的制作方面仍受限于本身的物理性质。为了利用硅材料卓越的无源特性和与微电子器件的兼容性,并弥补其物理性质的不足,近年来人们尝试通过其他材料与硅的混合集成实现优势互补。如将Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体激光器、探测器与硅器件混合集成,或通过狭缝波导这一特殊结构直接在硅波导上实现良好的有源特性。特别是后者,成本更低,实现更为简单。基于此,本论文概括了狭缝波导的基本原理和各项应用。针对目前研究现状,提出了自己的一些分析和实验尝试,主要创新和贡献在于：1.基于马赫-曾德干涉仪原理,通过在狭缝波导中填充电光聚合物的方法,提出了一种高速电光硅基光开关,长度几百微米,集总型电极下调制频率可达83GHz,功耗仅为37fJ／bit,均优于目前普遍研究的载流子色散型同类器件。2.针对长期以来硅基Y分叉型数字光开关性能不理想、尺寸过大的问题,同样通过聚合物的填充,提出了一种高速的紧凑型狭缝波导数字光开关。并探讨了多狭缝引入带来的性能改进。3.针对目前垂直型狭缝波导在刻蚀时工艺要求过高的问题,提出了一种利用反偏p-n结构成的改进电极结构。它能够在刻蚀深度不理想,甚至是脊型狭缝波导的情况下,保证两侧硅电极之间的电绝缘。具有工艺容差大,制作简单的特点。4.提出了基于垂直狭缝波导的对称和非对称的马赫-曾德型微流传感器,并采用折叠型波导设计,大大缩短了干涉型传感器的长度,理论上具有较高的传感灵敏度。分别采用欧洲纳电子研究机构IMEC的0.18μm工艺线和上海中芯国际的0.18μm工艺线代工制作,工艺水平居国内前列。5.尝试在实验室制作填充聚合物的水平狭缝波导,取得了一些阶段性结果,探讨了经验与不足。