集成光电子学是光学和薄膜电子学相互渗透和促进而产生的学科,其中的硅基光电子技术更是得到了蓬勃发展,尤其是在密集波分复用(DWDM)系统中得到了更多的关注。论文简要阐述了集成光电子学的发展,并着重描述了硅基光电子学的演变历史。作为硅基光电子密集波分复用(DWDM)系统中重要的器件之一,阵列波导光栅(AWG: Arrayed Waveguide Grating)以其出色的性能被广泛应用。论文简要介绍了AWG的基本原理和功能、制作AWG的材料及发展现状和前景。对AWG的设计步骤,性能优化方案也给出了简要的阐述。由于弯曲波导是AWG器件中不可缺少的结构单元,论文运用柱坐标下有限差分法来计算弯曲波导的场分布和有效传播常数,找出了波导弯曲半径与波导弯曲损耗之间的关系。论文结合了SOI材料和AWG器件的双重特点,分别用公式法和Optiwave软件OptiBPM模块对1×4通道AWG进行了详细的分析,给出了器件各部分的场分布图。论文讨论了影响AWG器件频谱性能的因素,包括结构参数和工艺误差等。以1×32通道AWG为例,给出结构参数(四种)对最终器件性能(四种)影响的总结。同时得到AWG是相位敏感型器件。论文最后提出了三点Stigmatic Points法,用来设计超窄通道间隔(0.1 nm)、超大通道数目(256通道)的基于SOI材料的平场接收型AWG。给出了器件所有的结构参数和最终频谱响应图,并与标准的罗兰圆结构进行了对比。仿真结果显示,器件具有极低的插入损耗,通道之间的串扰也达到了14dB以上,同时通道一致性非常好。这都为以后设计高性能AWG器件提供了一个很好的思路。