光探测器作为光接收机中的核心器件,承担着光—电转换的重要任务。随着近年来信息化的不断普及,光纤通信系统也朝着高速、超高速的方向迈进,其接收端迫切需要同时具备高速响应、高功率光—电转换能力的光探测器加以支撑。单个光探测器对高功率光信号接收时存在诸多限制,一个更有效的解决方案是使用多个分立的光探测器组成阵列结构,共同接收光信号。其优势在于一定程度上降低了对单个器件的性能要求,而又能同时保证整体结构兼具高速以及高功率的性能。另外,分摊处理入射光信号也能缓解热效应,在降低器件复杂度的同时又提高了工作寿命。光探测器的电极传输线负责将电信号传输至信号输出端,若电极传输线设计的不理想,其引入的寄生参数以及阻抗突变将极大地影响器件整体的性能。而对于阵列结构而言,电极传输线的布置方式决定了各个器件的排布方式以及后期集成方式。本文将围绕高速光探测器及其阵列的电极传输线的设计与性能测量展开研究,主要的研究工作与创新内容如下:1、对光探测器及其阵列,以及电极传输线的相关理论进行研究。比对了国内外对于光探测器阵列的设计方案,分析了传统行波光探测器阵列结构的缺陷。2、对单个光探测器的电极传输线进行设计,并利用计算机软件对其建模仿真,优化了传输线的结构参数。最终设计的模型能够在1GHz～100GHz内保持50Ω的特征阻抗,而正向传输系数在100GHz大约为-1.3dB。3、提出了一种镜像连接的叉状光探测器阵列结构,其克服了传统行波光探测器阵列由于传输时延导致各单元的电信号在输出端产生相位失配,影响整体频率响应的问题。仿真优化后的结果表明,二元、三元结构在100GHz的正向传输系数分别约为-1.37dB以及-1.76dB。4、对设计并仿真优化后的系列光探测器电极传输线进行工艺制备,并完成了实验测量系统的搭建。实验测量结果表明,在40GHz频点下,单个光探测器传输线的正向传输系数为-1.34dB,而新提出的叉状结构电极传输线在传输性能方面相对于传统结构有显著的性能提升:二元结构提升了约0.95dB,三元结构提升了约0.84dB。而纵向对比结果显示,增加叉状结构中的分枝个数会略微降低传输性能。