随着光通信技术的飞速发展,硅基光电子学由于硅材料自身优异的材料特性和与加工制作平台的兼容性得到了越来越多的关注与发展。其中在面向互联网大数据中心与光纤通信处理网络中,基于硅基的高速光收发器由于自身的器件特性,成为现阶段硅基器件商用最主要的应用场景。而硅基高速调制器则是光收发器关键的组成部分之一,其器件性质的优劣密切影响着整个收发器的工作状况。本论文则是围绕面向现代光通信中对硅基光电集成的需要,对硅基光电集成及对应电光调制器进行介绍,然后对硅基材料特性与加工条件了解,再依次展开论文的叙述。首先对片上密集波导排列提出我们的方法,然后对电光调制器具体结构进行拆解分析与选择,其中针对器件工作的关键结构——相移器和行波电极进行特定的结构仿真与分析确定,在逐步确定所有电光调制器的结构设计参数后,进行高速电光调制器的制作与各项性能测试。最后通过实验结果验证所设计的25Gbps的高速电光调制器基本满足设计需求。本论文主要包含以下几个部分内容:（1）对硅基光电子学发展背景进行简要的介绍,然后对硅基光电集成和集成电光调制器的研究进展做论述,明确论文中心与内容;（2）对硅基材料的材料特性进行分析和了解,然后结合现今的微电子工艺对硅基器件的加工工艺和流程进行简单的概括与介绍,明确加工条件;（3）针对现有片上波导密集排布分析方法的不足,利用超晶格波导,提出我们的波导密集排布方法,一定程度上解决片上波导密集排布的串扰问题;（4）对硅基电光调制器的具体工作原理与结构进行拆解分析。首先对基本的调制结构进行选定:依次选定光学MZI及电学PN结耗尽结构;然后针对此次调制器设计中最重要的两个结构——相移器和电极进行理论分析,再针对设计需求和加工工艺现状对器件进行结构参数的仿真与分析,同时进行相应的验证性辅助测试,随后根据上述的结果选定具体相移器的结构与电极的类型。最后对选定的行-波电极方案做匹配电阻设计,已形成完整的满足设计需求的高速电光调制器设计方案。（5）对上一部分形成的高速硅基电光调制器设计方案进行版图的绘制,然后送往流片合作方进行制作。于此同时按照设计方案决定器件的相应的测试方法和着手搭建高速调制器的测试平台。在拿到制作完成的芯片后,按照设计与测试方案,对得到的片上高速调制器按照设计参数依次进行无源波导、DC光谱特性、电阻匹配反射度、不同信号速率的调制测试,尤其是25Gbps以上速率的高速信号调制测试。在进行20Gbps以上速率测试时,由于高频信号的损耗,对信号的高频部分进行相应预加重处理,以得到有效的高速调制结果。在分别进行完上述测试后根据测试结果与设计参数或仿真数据进行相应的对比分析与讨论,得到符合设计参数的器件和相应的改进优化方案。