随着信息技术的飞速发展,光通信作为一门前沿技术在21世纪将成为信息科学技术发展的重要方向之一。光通信质量和效率的提高,光器件是关键和核心。利用III-V族半导体多量子阱(MQW)材料,可制成各类低功耗、超高速平面光波光路(PLC)单元,从而为研制PICs和OEICs奠定基础。本文基于InP/InGaAsP多量子阱材料,对可调式多模干涉耦合器、光调制器/开关等器件开展了理论分析,优化设计、加工制作以及测试分析等多方面工作,主要工作包括:1.对普通和受限多模干涉自镜像效应及非矩形结构的多模干涉自镜像效应进行了系统阐述;介绍了广义N×N多模干涉马赫-曾德尔光开关工作原理,给出了光场传输模型。2.讨论了目前光波导材料的物理效应,然后建立了基于准静态法的行波电极分析模型,分析了行波电极波导内部电场分布与外驱动电路阻抗匹配关系,以及调制信号入口的位置等,给出了电极尺寸、电极间隙与调制器特性阻抗的关系。3.提出并设计、制作测试了可调式InP/InGaAsP多量子阱2×2矩形与蝴蝶形、4×4矩形、1×4级联型多模干涉耦合器及基于可调式MMI耦合器的1×1、2×2马赫-曾德光调制器/开关。确定了器件的材料结构,光波导结构及器件的最佳几何尺寸。利用国内工艺线加工了器件样品,并利用本实验室建立的81910A光子全参数测试系统,对这些器件进行了裸片测试,并对测试结果进行了分析,测试结果与理论分析结果基本相符。