100Gbit/s的光纤通信系统已成为下一代通信系统的理想选择,高速光探测器作为光纤通信系统的关键器件,已成为国内外研究热点。单行载流子光探测器(UTC-PD)是一种只采用电子作为有源载流子的高速、高饱和输出的光探测器,本文的工作就是围绕高速单行载流子光探测器(UTC-PD)和器件的高频封装开展的,取得以下研究成果：1.对背向垂直入射式UTC-PD建立了二维模型,对器件的微观特性,如能带、电场分布,载流子密度和电流密度,进行了详细的分析,从载流子传输角度逐渐深入的剖析了器件的工作原理以及各种特性产生的机制。2.提出了一种改进UTC-PD高速性能的新方法,即在UTC-PD吸收层采用Gaussian渐变掺杂引入内建电场。理论仿真结果得出：吸收层采用Gaussian掺杂的UTC-PD,其3dB带宽为79GHz,比吸收层采用均匀掺杂的UTC-PD提高了1.9倍；选择合适的Gaussian掺杂参数可以使吸收层形成部分重渐变掺杂、部分轻渐变掺杂的结构,轻掺杂区将耗尽,在完成吸收功能同时也帮助促进电子收集,这在一定程度上提高了器件的响应度。3.对用于光探测器封装中的传输线理论进行研究,并设计了种用于传输10GHz光接收机封装中MAX3864芯片的高频差分输出信号的Y形背敷金属共面波导(CBCPW)差分线对。4.使用HFSS建立了光探测器的封装结构的模型。设计了一种Taper形GSG Pad,并将其与实验室设计成熟并投入使用的圆形GSGPad进行比较,比较结果显示Taper形GSG Pad的3dB带宽为175GHz,而圆形GSG Pad 3dB带宽为100GHz；建立了用于PD芯片和同轴连接器互连的带过孔CBCPW的模型、以及PD芯片和CBCPW相连接的模型,仿真显示两模块连接后的3dB带宽主要受限于CBCPW的带宽。