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随着信息化时代对高速运算的迫切要求，微电子技术已不再能满足减小线宽来提高运算速度，所以器件研究更多地转向了光电子集成器件。由于现有CMOS工艺非常完善，发展Si基光电集成器件，能够达到简化工艺、降低成本和提高器件性能的目的，所以Si基光子器件成为重点研究的对象。本文重点在于研究和探索Si基光子器件的性能，其中包括Si基混合集成激光器的波导耦合分析，基于SOI脊形波导的布拉格光栅的设计和工艺制作，以及Si基光子晶体F-P腔性能的研究。
本研究提出了一种方法，其在AlGaInAs-Si混合集成激光器中能够减弱对键合层厚度的苛刻要求。探讨了InP激射波导与Si波导谐振腔的耦合关系，给出了在不同的隔离层厚度下，耦合功率随键合层厚度的变化曲线，以及耦合功率随InP基波导增益层厚度变化曲线。通过改进InP基波导的设计尺寸，使增益波导和耦合波导的耦合系数达到最大，减小了键合层厚度对耦合功率的影响，为降低工艺难度打下了基础。
本研究还提出了一种利用布拉格光栅的高阶特性来实现光学曝光的波导布拉格光栅制备方法，制备出了基于SOI脊形波导的高阶布拉格光栅，并对它的器件性能进行了测试。为简化布拉格波导光栅的制作工艺提供了方向。
最后，本研究采用电子束曝光和感应耦合等离子体(ICP)刻蚀技术制作了Si基光子晶体F-P腔结构，并对器件性能进行了初步测试。分析了Si基光子晶体F-P腔存在的缺点和改进办法。讨论了电子束曝光在制作光子晶体中剂量测试和写场拼接的问题，并给出了解决的办法。