微波信号处理在现代通信和军事中发挥着十分重要的作用,传统电域微波信号处理技术受限于电采样速率的限制以及高频性能恶化,不能满足人们对处理速率越来越高的需求。与电域微波信号处理相比,基于光域器件的微波光子信号处理技术具有处理带宽大,抗电磁干扰性强,灵活度高等优势。其中微波光子信号处理中非常关键的问题是设计符合需求的光域滤波器。依托于成熟的半导体制造工艺,硅基光子学自面世以来就备受瞩目,因其继承了硅基集成电路制造业成本低、稳定性高、可大规模扩展等优势,具有广阔的应用价值。在硅基集成器件中,硅基微谐振器不仅尺寸小,结构灵活,还具有品质因数高,及波长选择性等特点,是微波光子光域滤波器中很有前景的技术方案。对于滤波器而言,品质因数和矩形系数是最为关键的两个指标,其中品质因数决定了滤波带宽,而矩形系数刻画了滤波谱的陡直度,越理想的滤波器,矩形度越好。所以本文主要围绕如何利用硅基集成的微谐振器来提升品质因数和滤波矩形度。概括全文的研究成果与贡献,可以总结为如下:1)实验验证利用低损耗的脊型波导来提升硅基微环谐振器的高品质因数,首先介绍了用于降低硅波导传输损耗的脊型波导浅刻蚀的制备工艺,并对该工艺进行摸索和实验,包括对于硅片厚度以及刻蚀深度的选择,利用螺旋形波导测量波导损耗等。我们利用该工艺实际制备了两种微环谐振器,验证了这种波导相比于深硅刻蚀波导提升了谐振器的品质因数。2)提出了两种基于硅基微环谐振器的提升滤波谱矩形系数的方案,包括使用多级微环耦合结构进行级联,通过多级级联不仅使得滤波谱变得更加陡直,还可以在保持平顶滤波的同时,通过热调实现带宽可变。我们制备了单级级联微环级联结构并初步验证了方案的可行性。另一种方案是基于马赫增德干涉的微盘-萨格纳克反射环级联带通滤波器,器件中不同光路之间的耦合得到一种特殊的电磁导致通透传输谱,并利用传输谱中两个谐振峰刚刚错开的状态可以得到高矩形度,平坦通带的滤波谱。我们仿真并制备硅基器件验证所提的方案。3)本文还提出并制备了一种基于硅基多级萨格纳克反射器的带通滤波器,该结构利用多个由萨格纳克反射镜构成的谐振腔得到高阶滤波谱,实现滤波谱陡直度的提升,通带平坦,进而提升了滤波器整体的陡直度,该滤波器具有结构更紧凑,滤波可重构等优势,可应用于光域高品质因数滤波或者光缓冲器中。