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低损耗的Y无源波导(Y-branch)作为功率分束器和耦合器可使光子集成(PIC)中的有源器件灵活组合，有利于器件的多功能集成、低成本和小型化。本论文围绕基于Y波导的InP基光子集成器件的研究开展了以下几个方面工作：
1、Y波导器件可以提高光子集成的器件数量和功能种类，本文依次优化设计三种Y波导结构：S-bend、倾斜角(Angled)、结合S-bend的相位加速器(Phasefront accelerator，PFA)，使用BPM方法优化它们的结构参数，并分析了它们的传输损耗和远场特性：S-bend分支处传输损耗为3 dB、水平远场发散角多峰；倾斜角Y波导传输损耗为0.3 dB，水平远场发散角为8.9°，但是分支长度1150μm较长；结合S-bend的相位加速器Y波导传输损耗为1.17 dB，水平远场发散角20°，分支长度较短。该工作为今后的集成器件打下基础。
2、国内首次提出应用于干涉型光纤陀螺(IFOG)系统的InP基光子集成收发器件方案，使用集束波导技术将Y波导与有源器件集成，采用超辐射发光二极管(Superluminescent diode，SLD)作为光源，采用波导型探测器(Waveguidephotodiode，WGPD)作为光接收器件。
3、研究了集束波导(Bundle integrated guide，BIG)的光子集成技术，使用波束传播方法(Beam propagat ion method，BPM)对BIG的对接效果进行计算，BIG对接界面的功率损耗为0.7 dB，光限制因子从0.55变为0.22，导致光斑纵向扩展，圆度提高，纵向远场发散角从41.7°压缩为23.8°，有利于与光纤的耦合。通过多层腐蚀工艺实际制作了BIG集成器件，得到良好的对接界面，PL偏调210 nm。
4、实验研究了SiO2掩模和InP材料的湿法腐蚀和RIE(Reactive ion etching)干法刻蚀条件对刻蚀Y-branch脊形波导形貌的影响，得到优化的的SiO2掩模和InP材料RIE刻蚀条件，建立了湿法腐蚀形成SiO2掩模+RIE刻蚀InGaAs/InP+湿法腐蚀改善波导形貌的方案，并开发出标准的刻蚀工艺步骤。
5、研究了固定组分改变阱宽的非对称多量子阱对有源区增益谱宽的影响，理论设计了1.3μm波长量子阱的组分、阱宽组合，从增益出发优化了不同宽度量子阱的数目和排列顺序，实验得到的增益谱宽为55 nm，中心波长1.339μm。
6、先制作了基于S-bend Y-branch和对称MQW的IFOG集成收发器件，器件输出为SLD软阈值特性，120 mA下功率为10mW，光谱半宽为30 nm，光谱纹波＜1 dB，PD暗电流为3 V的偏压下达到5.42μA，响应度为0.0023 A/W，讨论分析了响应度偏低的原因是由于水平远场导致耦合效率低，水平远场的多峰证实了S-bend的BPM计算；采用基于Angled Y-branch和非对称MQW的集成收发器件，获得同样输出功率只需要更小的电流密度，200 mA下得到8 mW的输出，光谱宽度为41 nm，光谱纹波小于0.5 dB，水平远场发散角为12°，与BPM计算基本吻合，响应度为0.01A/W；最后分析了器件暗电流噪声和串扰电流，给出了漏电通道和串扰来源的合理解释和改进方案。
7、研究了量子阱混杂(Quantumwell intermixing，QWI)的光子集成技术，采用P离子注入方法，分析了注入能量与缓冲层厚度、注入剂量最优值的关系，计算得到了P离子在InP材料中的投影射程和偏差，推导出适合的注入能量50KeV、缓冲层厚度200 nm，在快速热退火后得到130 nm的波长偏调，并探讨了离子注入对后工艺的影响。
8、国内首次提出利用Y波导将两个DFB产生的具有相同偏振和微小波长差的光拍频输出作为微波源的方案，采用QWI结合S-bend Y-branch的制作器件，得到输出功率在200 mA时大于6.2 mW，调节DFB电流得到0.062 nm/10 mA的波长调谐，从而得到12 GHz至42 GHz连续调谐的微波信号。
9、波长可调谐激光器的测试和控制迫切需要自动化操作，基于仪器的GPIB接口和LabVIEW虚拟仪器开发环境，编制了自动化测试和控制虚拟仪器，实现快速精确的测试，并建立了测试数据库和查询表，该系统在863波长可调谐激光器项目中发挥了关键作用，并为后续器件的测试打下良好基础。