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随着信息社会的飞速发展,人们对器件尺寸和工作速度提出了更高要求。传统的晶体管器件的发展一直遵循摩尔定律,但随着器件尺寸的极限减小,依靠减小物理尺寸和提高工作频率来提升信息的处理速度遇到瓶颈。硅基集成光子器件的出现,提供了解决器件信息处理效率的另一种方案。硅基微环谐振器(MRR,Micro-ring Resonator)是集成光学电路中关键构成单元,具有可集成度高、成本低廉、工艺成熟等优点。本文从硅基MRR结构出发,研究了微环拓扑结构和微盘结构的传输特性。并结合布拉格光栅结构,提出了改进型微环滤波器。同时基于跑道型MRR结构,研究了电压对器件传输特性的影响。利用散射矩阵模型对所设计的器件结构进行理论分析,结合Comsol多物理场仿真软件建立模型并对各结构传输特性进行仿真分析。主要完成的工作如下:(1)以微环谐振器为基本单元,利用传输矩阵模型研究了MRR的传输特性,仿真分析了光信号传播路径以及该结构中关键参数(如微环半径、微环与直波导的间距)对器件性能的影响。同时搭建了微环谐振器立体结构模型,对微环谐振器的输出频谱进行仿真,这将为器件制造提供结构参数依据。并对由单微环谐振器结构衍生的串并联结构进行了传输特性分析以及仿真研究。(2)研究了波导器件中具有滤波特性的布拉格光栅结构,并基于现有结构提出了改进型布拉格光栅:非对称型包层调制光栅结构(ACMBG,Asymmetric Cladding-Modulated Bragg Grating),该结构的改进之处在于利用了光栅齿结构的不对称性。推导了改进型结构的传输函数表达式,并对结构改进前后的传输频谱做了对比分析。结果表明:改进型结构使光栅结构实现了弱耦合,从而使光栅反射带宽降低到0.3nm,消光比增加到35.1dB,耗散到包层的光功率下降到3.13×10-5W。结合微环谐振器和布拉格光栅设计了微环—布拉格光栅谐振系统,并研究了其传输特性。结果表明:该谐振系统的3dB带宽可达到0.3nm,Q值达到6000,FSR约为40nm。(3)研究了跑道型微环谐振器的滤波特性,并通过加载电场,分析了电场对器件传输特性的影响。结果表明:加载电场后谐振器的输出频谱发生了蓝移,这将为以后实现器件输出频谱的控制奠定基础。研究了和微环谐振器同属于回音壁模式谐振腔的微盘结构,对于未来微环谐振器结构的优化和性能改进将起到重要作用。