晶体管的创造催生了集成电路的发展,人类社会由此进入微电子时代。随着晶体管的尺寸越来越小,这使得其集成度与性能也随之越来越高。然而集成电路的发展也遭遇到了瓶颈,单位空间内所集成硅电路的数量越大,其产生的热量也越来越大;与此同时当集成电路达到2～3nm的级别,量子的不确定性将会限制电子的行为,这会导致晶体管的性能变得不稳定。在此,以光为载体的光子技术成为信息技术发展的重要助力。和微电子集成电路相同,光子技术也是以实现集成光路为目标。硅基光子学因与现有成熟的CMOS制造工艺兼容,同时又由于硅核心与二氧化硅或空气等包层形成的高折射率差可以很好的将光信号束缚在较小尺寸的硅核心中,因而可以使器件小型化,从而在光芯片上高密度集成,使之成为光子技术发展的一大趋势。然而,因为硅核心与包层的高折射率差,SOI光学器件通常对光信号的偏振状态较为敏感,不同偏振状态的光信号在器件中有可能会产生截然不同的传输特性。因此,设计偏振不敏感的光子器件或者可以控制光信号偏振状态的器件显得十分重要。本文主要介绍了所设计的偏振不敏感功率分配器以及偏振旋转器,通过亚波长光栅的辅助,实现紧凑的宽带功能器件。本文首先针对硅基亚波长光栅结构进行相关介绍,当亚波长光栅结构抑制住衍射效应和反射效应,其可以等效为各向异性的均匀介质,通过改变亚波长光栅占空比或倾斜角度可以改变其光学特性。在本文中通过引入亚波长光栅结构实现各项功能。其次我们介绍了所设计的偏振不敏感的光功率分配器,通过引入亚波长光栅结构,平衡三波导耦合系统中TE和TM的耦合强度,使得两种偏振模式光均能够较好实现3-dB分光。理论仿真显示,该偏振不敏感功率分配器在1440～1700nm。在约260nm的工作波长范围内,其插入损耗小于0.9dB,反射损耗小于-30dB以及分光比保持在0.997～1.003之间。最后本文介绍了所设计的紧凑的宽带偏振旋转器,通过在阶梯型波导上引入亚波长光栅结构,从而有效扩大了器件的工作带宽。在1260～1740nm的波长范围内,该偏振旋转器的插入损耗小于0.9dB,偏振消光比大于20dB,偏振转换率大于0.99。