随着信息化技术迅猛发展,波分复用光纤通信与光接入网技术已成为构建5G通信、互联网、物联网、大数据中心底层信息传输链路的核心手段。高速宽带光接入系统急需光波分-功分相结合的集成器件,且要求器件对高速光脉冲具有良好的传输响应特性。然而,作为常用的波分复用/解复用器件,阵列波导光栅(AWG)需遵守罗兰曲面原理制备,单只器件尺寸较大,难以与其它功能单元集成。因此,必须探索将AWG与M×N光分路器融合,形成高集成度、高性能AWG-Splitter芯片的关键技术。本文首先提出了一种U型的AWG结构,该结构改变常规AWG输入、出波导向外扩散的方式,将输入、出波导端向阵列波导内扩散,呈“U”型状,有效减小了器件尺寸。同时在U型AWG器件的输出端口加上功分单元,构成单只AWG-Splitter集成芯片。接着,仿真分析了该AWG-Splitter集成芯片的光波工作模式与传输特性,分别讨论了U型AWG对几种不同类型高速光脉冲、不同脉冲调制方式的传输响应,分析了AWG阵列波导数、信道间隔、阵列波导间距等参数的变化对脉冲传输情况的影响。最后,对优化设计出的AWG-Splitter集成器件进行了实验研究。委托流片制备出AWG-Splitter芯片,封装获得AWG-Splitter集成器件。搭建了AWG-Splitter集成器件测试系统,测试结果表明,器件工作带宽、插入损耗、回波损耗、方向性、均匀性和偏振相关损耗等技术指标与仿真结果符合,且满足国标要求。器件还通过了江苏省质量技术监督通信产品质量检验站的检测。