近年来,伴随着全球通信网络中数据流量的指数型增长,对高速数据传送的需求也日益强烈,光通信技术因其容量大、低成本、速度快且不怕电磁干扰等优点得到了广泛研究。除了用于长距离通信的高性能激光器、放大器、光纤等,在短距离通信方面,可以将各种交换及路由器件集成到单个芯片上的光子集成技术也得到了快速发展,其中就包括用于实现波分复用系统核心功能的光波分复用器,而阵列波导光栅因其可批量生产、尺寸小、通道数多等优点,相比于其他几种波分复用技术,具有更好的研究和应用价值。用于制作阵列波导光栅的材料有很多,尽管使用低折射率差的材料平台制作的阵列波导光栅具有插损小、串扰低等优点,但是高折射率差的SOI平台因为对光的局域性强可以实现更小的器件尺寸,并且与CMOS工艺兼容,可以和其他硅基器件实现大规模集成。本文主要围绕基于氮化硅（Si3N4）和绝缘体上硅（SOI）平台的阵列波导光栅进行了理论和实验研究。本文首先介绍了阵列波导光栅的工作原理,结合阵列波导光栅的光栅方程、角色散方程等给出了阵列波导光栅的设计流程;其次,基于SOI平台设计了一个8通道、通道间隔3.2nm的阵列波导光栅,建立了该阵列波导光栅的仿真模型,并基于仿真模型对阵列波导光栅的插损、串扰等进行了优化设计,并且使用抛物型渐变波导实现了阵列光栅频谱平坦化,优化后仿真得到的器件插损为2.39d B,串扰为-11.3d B,通道不均匀性为0.358d B。然后,根据优化的器件参数绘制了SOI阵列波导光栅版图并进行了流片,并对芯片进行了测试,得到器件插损为3.588d B,串扰为-13.485d B,通道不均匀性为2.627d B。同样,本文基于氮化硅平台设计了一个8通道、通道间隔为0.8nm的阵列波导光栅,建立了氮化硅平台阵列波导光栅的仿真模型,并基于仿真模型对阵列波导光栅的插损、串扰等进行了优化,并且使用MMI结构实现了频谱平坦化,优化后仿真得到器件的最优插损为1.3d B,串扰为-8.7d B,不均匀性为0.6d B,并且根据优化的器件参数绘制了氮化硅阵列波导光栅的版图。