近年来,光通信技术飞速发展,对人们的生活产生很大影响。随着人们对信息化的追求越来越高,高速率、低功耗和高集成度越来越变成了我们所追求的目标。而在光子集成中前两个体系:PLC和In P逐渐成熟之后,人们开始不再满足于这两种体系的性能及成本,硅材料体系逐渐进入我们的视野。半导体材料虽然在早年以及被提出,由于当时科研水平的相对落后,使其得不到发展。随着硅光子学在光子集成中地位的急速上升,硅器件(有源和无源器件)的研究就成为了方向之一。例如调制器、探测器、滤波器、光耦合器、衰减器等。本文主要是利用一种通用型结构,实现一种任意比例输出的光功分器。本次研究的主要内容包括下列内容:我们通过大量的文献调研分析了光功率分配器及反向设计激动优化方法的发展情况,经过分析决定选取多模干涉耦合器作为本次设计的基础模型,使用像素型自动优化方法作为主要优化方法,目的在于实现一种两端口及以上的任意比例功率分配器。通过对多模干涉器的工作原理进行一定的理论分析,选取顶层硅厚220 nm的绝缘体上硅材料作为研究基础,以多模干涉器为模型,利用一种自主设计的顺序查找非线性优化方法进行约束,通过有限时域差分法进行仿真,最终得到四种超紧凑尺寸,功率分离比例不同,输出端口不同的功分器。器件性能良好,在一定的波段内可用。并且实现了传统三端口功分器无法实现的任意比例功能。利用半导体制备流程对样品进行制备,按标准完成了:切片、洗片、匀胶、电子束曝光、显影定影、电感耦合等离子体刻蚀和氧离子去胶的过程。成功制备出多个样品,并对样品中的每个器件进行扫描电子显微镜照片拍摄。之后搭建了整个1550 nm波长器件的测试光路。最后对样品进行波长扫描测试,利用Origin数据处理软件对数据进行归一化处理,并且转换为相应传输效率,算出每个器件功率比例。将实验结果与仿真结果进行相信对比,实验值接近仿真结果,并且器件制备允许有一定的工艺误差,我们通过实验验证了这种自动优化方法实现器件的可行性。我们相信通过继续改进方法与样品制备工艺,能将该方法用于更多硅光子器件中,有助于显著提高器件集成度与性能,并且能实现一些传统器件难以实现的性能。