电光调制器作为光信息调制元件,在各种微型化、集成化、功能化的光芯片中扮演重要角色,它以外电场改变可调光学介质的材料特性,并实现对入射光振幅、相位、偏振等信息属性的动态调控。由于电光调制性能很大程度上取决于所选可调材料及其本征电光效应,近年来相变材料也因其具有电光可调性、非易失性、可重复性、可集成性等优点,在可集成光器件领域受到越来越多的关注。相变材料可由温度、激光脉冲和电压脉冲等激励方式诱导其晶相发生可逆转变,且非晶态-晶态相变前后光学和电学性能表现出显著差异。然而,现阶段多数相变材料光调制器采用温度和激光脉冲诱发相变,这限制了器件在集成系统中的整合应用。以电场驱动相变并设计光调制器的主要难点在于电极构型与设计,不仅要合理排布微纳电极形成导电通路,还要尽可能促进相变位点与光场的耦合,因此器件在理论设计与加工制备方面面临诸多限制。本文尝试以同层平面的金属结构作为对顶电极来设计相变材料光调制器,探究对顶电极狭缝处电压脉冲诱导Ge Sb2Te3的相变过程,并以六方氮化硼（h-BN）作为相变位点的保护层,通过Ge Sb2Te3相变调控h-BN内的声子激元限域模式。电学测试验证了对顶电极处Ge Sb2Te3材料阻态的多次循环转变,器件阻值变化了2个数量级。通过近场光学成像发现,Ge Sb2Te3非晶态至晶态转变时h-BN表面声子极化激元波长明显变小,波导模式传播矢量增加。由于器件加工精度偏差导致电极形状缺陷,同平面内对顶金属电极很难实现动态电光调制,电压脉冲极易造成器件烧蚀击穿。为了保证电学可靠性,本文借鉴相变存储器中金属-Ge2Sb2Te5（GST）-金属堆叠构型,设计了一种以上下层排布的金属光栅作为电极的超表面器件,该器件由底部光栅电极、相变材料、顶部光栅电极交叉堆叠构成,通过施加上下电极偏压,使中间相变材料形成不同晶化程度的相变区,从而调控超表面结构的反射光与共振吸收峰。理论设计的超表面器件工作在3-10μm的中红外波段,实现了接近100%的双频段完美吸收,以及约80%的幅值调制深度,证明了交叉堆叠电极设计GST光调制器的可行性。鉴于驱动GST相变的理想电极应兼具导电性与透光性两种特点,本文以二维Dirac半金属材料二硒化铂（Pt Se2）替代上层金属电极,提出了全新的Pt Se2/GST/Au堆叠的光调制器构型。Pt Se2在中红外波段吸收率低,电导率高达2.58×10~5S/m,以Pt Se2作顶电极避免了光耦合与损耗问题。Pt Se2/GST/Au堆叠结构能够形成导电通路,同时也构成了法布里-珀罗光学谐振腔,本文实验验证了GST相态变化对多层膜内共振模式的调制作用,热致相变可实现调制深度高达86%,共振峰红移Δω～877.9 cm-1。本文针对相变材料特点设计适用于光调制器件的电极构型,相关理论与实验结果为相变材料的片上集成应用提供重要的参考。