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现代光子技术的发展对器件的集成性，片上器件密度、功能、性能等要求越来越高，这使得单芯片上光波导之间交叉次数大大增加。同时，SOI（Silicon On Isolator）材料作为光集成研究的热点材料具有导光特性好，对光的限制作用强并且与标准的CMOS工艺完全兼容等优点，然而SOI大的芯/包折射率差使其导模的空间角很大，从而导致光在波导交叉的部分会产生显著的散射。SOI光波导单次直接交叉的损耗和串扰分别为1~1.5dB和-10~-15dB，大量交叉产生的损耗和串扰对单芯片而言将难以接受。为解决上述问题，本论文试图设计一种结构紧凑，低交叉损耗、低串扰的SOI光波导交叉方案，同时能够与半导体工艺兼容。本论文主要研究内容如下：（1）构建了无损耗的正锥形（adiabatic taper）与倒锥形结构（adiabatic inverse taper），分析了倒锥形结构中模场宽度、有效折射率的变化情况；（2）建立了基于多模干涉结构的波导交叉单元并用Comsol进行了仿真。在尺寸为13m13m的情况下损耗为0.22dB，串扰为-14.69dB。该方案虽然工艺简单，只需要一次光刻，但串扰、损耗和尺寸仍然较大；（3）建立了基于倒锥形结构垂直耦合器的桥式波导交叉单元，桥式结构的突出优点是能够从原理上解决串扰的问题。仿真结果显示其损耗为0.035dB，串扰为-43.2dB，尺寸为71.5m1m；该方案达到了低交叉损耗、低串扰的目标，但是其长度至少需要70m，对于高集成度芯片不具备实用性；（4）针对桥式结构长度过大的缺点，作者提出了基于中间层和隔离层的桥式波导交叉方案来降低总长。在尺寸为10.4m0.5m的情况下损耗为0.24dB，串扰为-40.5dB，。该方案所需长度为10m，同时也保持了桥式结构结构几乎无串扰的特性，是对基于桥式结构的波导交叉单元结构有意义探索。