1、隨著通信技術(shù)的發(fā)展，尤其各種智能設備的普及應用，以數(shù)據(jù)存儲、傳輸、處理為基礎的“大數(shù)據(jù)時代”對于通信網(wǎng)絡的傳輸提出了更高的要求。集成光學憑借其體積小、低能耗、大帶寬等優(yōu)點，在光互連、光通信等領(lǐng)域獲得越來越多的青睞。尤其硅光子學其同CMOS工藝相兼容的優(yōu)勢，使光集成芯片與電集成芯片的混合集成成為可能，在諸如芯片間、芯片內(nèi)部采用光互連的技術(shù)可突破電互連在帶寬、功耗等方面的瓶頸。
　　為了進一步的拓展片上光互連的帶寬，本文基于硅納米線波

2、導在片上復用技術(shù)方面做了一些工作。首先，本文結(jié)合耦合模理論對非對稱定向耦合器進行了詳盡的分析，對提出的采用級聯(lián)的非對稱定向耦合器結(jié)構(gòu)的模式復用器的設計過程、波長、串擾特性以及工藝容差的影響進行了詳盡的討論。首次在片上實現(xiàn)了超小結(jié)構(gòu)的四模式通道的模式（解）復用器，其串擾低于-20dB，插損小于0.5dB，具有優(yōu)良的性能。
　　其次，結(jié)合偏振復用技術(shù)本文提出一種同時實現(xiàn)偏振復用和模式復用技術(shù)的系統(tǒng)，進一步的增大光鏈路的帶寬，并針對其關(guān)

3、鍵器件偏振-模式混合復用器進行了深入的研究。首先對兩種超小結(jié)構(gòu)的偏振分束器——彎曲非對稱定向耦合器型偏振分束器和級聯(lián)非對稱定向耦合器型的偏振分束器的設計原理、器件的設計過程進行了分析，并給出了其實驗結(jié)果。利用級聯(lián)非對稱定向耦合器型的偏振分束器和非對稱定向耦合器設計實現(xiàn)了一個同時實現(xiàn)四個TE模式和四個TM模式復用的八通道的偏振-模式混合（解）復用器，并對其性能、工藝容差進行了詳盡的闡述。實驗結(jié)果顯示八個通道的串擾均低于-11dB，同理論分

4、析結(jié)果相吻合。在此基礎上，提出一種利用光柵型起偏器的改進方案，將八通道的混合（解）復用器的串擾降低至-18dB以下。
　　再次，結(jié)合成熟的波分復用器AWG，提出一種可同時實現(xiàn)波分復用技術(shù)和模式復用技術(shù)的超大帶寬的64通道波分-模式混合（解）復用器。在此基礎上，提出一種采用雙向AWG設計的改進方案，減小AWG的數(shù)量，使其結(jié)構(gòu)更為緊湊，同時也增強了工藝穩(wěn)定性。改進后各通道的串擾約-14dB，為光互連帶寬的提升提供了一種切實可行的解決方