随着光通信/传感系统的发展,对光波导耦合器/偏振分束器的性能提出更高要求。硅基多模干涉(MMI)型耦合器/偏振分束器具有稳定性高、集成度高、批量化和与CMOS工艺兼容等优点,是光通信/传感领域中重要的无源器件。本文以硅基MMI型耦合器/偏振分束器为研究对象,开展了相应的理论与实验工作。第二章推导得到入口端偏移激励MMI型光波导耦合器成像理论模型,分析了单模波导内模式振荡现象。提出了入口端偏移激励MMI型光波导耦合器结构,无需添加调制部件实现分光比可调。提出了入口端偏移激励、输出端并列耦合1×2 MMI型光波导耦合器结构,基于有效折射率法(EIM)、导模传输分析法(G-MPA)和三维有限差分束传播法(FD-BPM),分析了该结构光波传输性能,分析了入口端偏移激励1×4 MMI型光波导耦合器性能。第三章推导给出了缓冲层隙缝的微扰理论模型,分析了缓冲层内隙缝参数对多模区模场分布的影响。提出了基于缓冲层隙缝的MMI型光波导偏振分束器。全矢量有限元法(FV-FEM)仿真获得隙缝结构优化参数,EIM和二维FD-BPM仿真分析了多模区宽度,三维FD-BPM优化设计了偏振分束器多模区长度和输入、输出波导位置。最终给出基于缓冲层隙缝的MMI型光波导偏振分束器结构的优化参数。第四章讨论了硅基MMI型光波导耦合器／偏振分束器的制备工艺和测试方法,搭建了相应的测试系统。针对制备得到的硅基MMI型光波导耦合器／偏振分束器芯片进行了实验测试与结果分析,实验结果与理论设计相一致。第五章给出全文总结,提出下一步工作设想。