静磁波(MSW)作为一种可控的慢色散波,可以通过接地结构、多层磁性薄膜结构以及级联静磁正向波和反向波等方式得到理想的非色散延迟或线性色散延迟。而静磁波的传播媒介——磁性钇铁石榴石(YIG)薄膜同时具有良好的光透射能力,这为实现静磁波与导波光相互作用提供了可能。与同类型声光器件相比,基于磁光Bragg单元的频谱分析器、光滤波器、光调制器、光开关等微波和光通信器件具有更快的调制速度、更大的带宽范围以及简单的换能器设计等优势,在新一代光通信、光信息处理和激光雷达等方面具有广泛的应用前景。 为了开展基于磁光Bragg单元的光信号处理研究,获得具有良好射频延迟性能和导波光衍射效率的磁光器件,本论文理论分析了斜向磁化金属覆层波导结构中静磁波的激发与传播,以及三类静磁波对导波光的磁光Bragg衍射。 主要工作内容与创新点有： 1.使用表面磁导率法推导了任意偏置磁化的金属/电介质YIG/钆镓石榴石(GGG)/金属多层电介质结构中静磁波传播方程和动态磁化强度,并指出可根据磁光波导中静磁势函数的分布特点来识别不同类型的静磁波。 2.在斜向磁化金属覆层波导中,静磁表面波(MSSW)具有更加丰富的色散特性,确定了激发静磁表面孤子波的色散分支和带宽范围。 3.设计了级联静磁正向体波(MSFVW)和反向体波(MSBVW)的非色散延迟线系统,该系统可通过调节偏置磁场方向得到500MHz延迟带宽和30ns/cm的可调延迟时间。 4.通过分析MSW与导波光相位失配特点,得到了准相位匹配情形下的简化磁光耦合模方程,并用于计算斜向磁化金属覆层波导中三类静磁波与导波光的耦合作用。计算表明,金属覆层效应可以在一定静磁波带宽内增强MSSW或MSFVW与导波光的磁光耦合作用,并使用波数偏离量(相对于传统的三明治波导结构)定性解释了金属覆层对磁光Bragg衍射效率的影响；在激发静磁表面孤子波的色散分支内可得到比传统三明治波导情形高8.7dB的衍射效率增幅,这有助于开展有关静磁孤子波与导波光相互作用的热点问题研究。 5.提出了“磁化强度光栅”概念,并用磁光耦合理论分析了这种光栅在BPSK通信系统、光栅传感以及磁控光开关等方面潜在的应用前景。