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传统相控阵雷达受孔径效应和孔径渡越时间的限制,难以在大的扫描角下实现较大的瞬时带宽,将光波导延时线应用于相控阵雷达,便可以较好地解决这一问题。另外光波导延时线在提高雷达的分辨率、识别能力、解决多目标成像、对抗反辐射导弹、精简结构和缩小体积等方面均具有巨大优势。有机聚合物材料具有成膜特性好、介电常数低、热光系数大、损耗小、制备工艺简单、成本低廉等优点,用于制备光波导延时线具有较大的优势。本论文主要在聚合物波导延时线的理论、设计、制备工艺以及测试等方面展开研究工作。本论文首先借助光束传播法(BPM)和有效折射率法对基于聚合物材料的弯曲波导延时线进行了波导结构的设计和优化,满足单模传输条件的光波导优化尺寸是宽度和高度均为4μm。为减小弯曲波导的曲率半径,需要我们增大包层和芯层之间的折射率差,故而选取折射率差为0.02的ZPU13-44和ZPU13-46来分别作上、下包层和芯层。理论和实验结果表明：当弯曲波导的曲率半径大于35001μm时,弯曲损耗可以忽略不计。为提高器件的集成度,需要尽可能地降低弯曲波导的曲率半径,为此我们通过引入了位错(Offset)结构来减少波导弯曲时由于其基模模场中心偏移引起的耦合损耗,另外我们还研究了通过增加空气槽(Trench)结构来降低光波经弯曲波导传输时产生的辐射损耗。弯曲波导的曲率半径R=500μm时,模拟和实验结果均表明,引入的Offset结构最大能使损耗降低约20%；引入的Trench结构能更大幅度地降低弯曲损耗,最大能使损耗降低约60%。为在工艺上进一步减小光波导的传输损耗,本论文对反应离子刻蚀工艺进行了较深入的研究,通过改变实验参数,寻找到刻蚀ZPU系列聚合物材料的最优刻蚀条件：刻蚀功率为100w,反应腔室压强为3pa,刻蚀气体为O2和CHF3的混合气体,其流量分别为30sccm和20sccm,对应的刻蚀速率为0.105μm/min。实验中还尝试了预甩上包层的方法,降低刻蚀过程金属掩膜对波导上表面的影响,得到了形貌更佳、损耗更低的光波导。本文利用上述工艺条件制备出了有无空气槽(Trench)结构和有无位错(Offset)结构的弯曲波导延时线,发现同时引入Trench和Offset结构后,弯曲波导在弯曲半径R=2000p.m时,弯曲损耗便可以忽略不计,这样有利于提高器件的集成度,最终成功制备得到了低损耗的聚合物弯曲波导延时线。在此基础之上,进一步设计出了波导长度更长的螺旋型波导延时线,其中单螺旋结构的波导长度达17.08cm,双螺旋结构的波导长度达30.76cm,其对应的直波导长度均为3.4cm。前者的直波导插损为-5.5dB,端面耦合损耗为-1.35dB/面,传输损耗为-0.81dB/cm；后者的直波导插损为-5.8dB,端面耦合损耗为-1.58dB/面,传输损耗为-0.76dB/cm。