进入21世纪后,随着社会的高速发展,信息的功能和内涵已经包括对生产过程进行远程自动化控制,对社会安全、金融贸易进行处理等。对社会信息的需求量、信息传递速率有了更高的要求,然而,电学回路的阻容（Resistance-capacitance RC）延迟效应导致电子技术无法突破纳秒(10^-9s)级别,难以再满足人们的需求。人们将目光投向不带电的光子,光子在传输过程中不受电场和RC延迟效应的影响,始终以光速传播,并且不存在热损耗。因此,以硅材料为基石、光子为载体的集成回路,有望实现更高传输速率、更大传播容量的光通信。本文主要对纳米线硅光子波分复用器件（Wavelength Division Multiplexer WDM）进行研究。本文研究了通道间隔可调波分复用器和低串扰波分复用器。分别对两种WDM器件的基础结构——硅光子微环谐振器（Si-MRR）和硅光子阵列波导光栅（Si-AWG）的几何结构、工作原理、表征方式、优化过程等进行了分析。首先设计、制备、测试并分析了基于级联微环谐振腔的通道间隔可调波分复用器,为了将热量有效地传递到环形谐振腔中,Ni Si加热器制备在微环谐振腔脊波导的平板区域上,调节Ni Si加热器的外加电压,可以改变器件的通道间隔。器件A（Device-A）移除了波导相邻的Si O₂和部分硅衬底,与没有未移除Si O₂和部分硅衬底的器件B（Device-B）相比,热光效率（～2.12nm/m W）提高了一个数量级,在实现通道间隔为50 GHz、100 GHz、200 GHz时,Device-A的功耗分别为11.05 m W、5.96 m W、6.06 m W。其次,在Lumerical仿真软件上实现了通道间隔为400 GHz的低串扰波分复用器,该器件在AWG的输出端分别级联MRR,器件的串扰和插入损耗分别为-44.91 d B、-1.23 d B,各通道3-d B带宽约为0.4 nm,相较独立AWG,低串扰波分复用器的串扰降低了20.03 d B、插入损耗不明显增加、3-d B带宽减小了0.13 nm左右。在简单的设计、不对工艺提高要求的情况下,降低了WDM器件的串扰。最后,基于标准的CMOS工艺,对两种纳米线硅光子器件的工艺进行了开发,简述工艺的关键技术与流程,制备并测试了通道间隔可调波分复用器,表征了该器件的性能。