互联网的发展和智能设备的普及推动了大数据时代的到来。在数据流量呈现爆炸式增长、人工智能迅速发展的背景下,对信息技术有了新的要求:一是提高信息的传输容量,二是提高信息处理的计算性能。目前,传统的信息技术以电子技术为核心,信息的传输采用电互联的方案,它在带宽和损耗上遇到了瓶颈,传输容量难以满足日益发展的传输网络的要求;信息的处理采用集成电子芯片,其制备精度逐渐接近制造工艺的理论极限,使芯片计算性能的发展放慢了脚步。硅光子技术被认为是解决这两个问题的有效方案。硅光子技术以光子为传输信号,具有传输带宽大、距离远、容量大、损耗低的优势,能解决数据中心大量信息交换的问题;并且,以光信号处理为基础的光子计算技术,在相同功率下,理论上比电计算快近千倍,能极大提高芯片的信息处理能力,在全球范围内得到了很大的重视。硅基光滤波器是硅光子技术的一个重要研究领域,是在光域实现复杂信号处理功能的基本单元。实现滤波器的光学结构常见的有波导阵列光栅、布拉格光栅、马赫-曾德干涉仪和微环谐振器等。其中,马赫-曾德干涉仪和微环谐振器具有结构灵活多变、可调谐性好等优点,在光计算中被广泛用于神经网络、可编程逻辑阵列的设计,是本文的研究重点。本文采用微环耦合马赫-曾德干涉仪的结构,设计了一个带宽和中心波长均可调谐的光滤波器,并采用时域有限差分法（Finite Difference Time Domain Method,FDTD）法进行了仿真分析。从仿真结果来看,该滤波器具有大带宽调节能力,带宽的调节范围为1.4-10.6 nm,占整个自由频谱范围（Free Spectrum Range,FSR）的11.5%-85%;在调节带宽的同时,可控制滤波器的中心波长在整个自由频谱范围（12.5nm）内任意移动。在上述整个调节过程中,通带损耗低于1d B,阻带抑制度大于20d B。器件的有效尺寸大约为40×60μm~2。同时,本文对MZI的一种典型阵列进行了研究。基于该阵列,设计了一个硅基光波分复用器,并对该器件进行了仿真。仿真结果表明,该波分复用器在1.535-1.57μm范围内能对8个波长信道进行波分复用,其有效面积约为300×600μm~2,通带损耗小于2d B,最小阻带抑制度为21d B。该波分复用器能应用于光计算设备和大型计算机中心的硅基波分复用收发模块中。