近些年,信息产业发展迅速,这使得光调制器的研究向高速、大带宽、低损耗、尺寸紧凑的方向发展。PLZT电光薄膜是一种电光系数高、折射率大的压电陶瓷材料,具有设计和制备紧凑型高速电光调制器的潜力。本文使用PLZT电光薄膜结合硅波导和石墨烯电极,研究基于PLZT的新型波导电光调制型器件,重点进行器件的理论研究、性能分析、实验制备。传统微加工工艺中的刻蚀会对PLZT波导带来较大的损耗,制备的PLZT电光调制器具有较大的插损。本文针对这一问题,从光波导基础理论出发提出了一种PLZT和硅的混合型波导的方案。利用硅波导折射率高、损耗低的特点来弥补PLZT波导损耗高的问题,并利用这种波导设计和优化基于MZI结构的电光调制器。通过研究行波电极基础理论,设计并优化了器件的CPW行波电极,同时引入缓冲层中和PLZT较高的介电常数以增加器件带宽。仿真结果显示,当器件电极长10 mm时,半波电压为10.7 V,3 d B带宽为11.75 GHz。在输入光波长为1550 nm时,消光比为28.2 d B,不考虑端面耦合损耗的插损为0.6 d B。由于以PLZT做下包层的波导结构调制效率较低,为了进一步提高器件的调制效率,本文又开展基于石墨烯电极的高调制效率PLZT电光调制型器件研究。石墨烯具有良好的光学和电学特性,其吸收率较低,电子迁移率较高。相较于传统金属电极的电光调制型器件通常需要较厚上包层来克服金属的吸收损耗。用石墨烯做电极可以直接铺在波导芯层表面,有效提高调制效率。仿真结果显示,石墨烯电极的PLZT电光调制型器件在输入光波长为1550 nm时,开关电压为6.2 V,消光比为37.5 d B,响应时间达到纳秒量级。实验上本文进行了石墨烯转移和刻蚀工艺的探索,并改进石墨烯转移方法,对转移后的石墨烯进行光学表征、拉曼光谱表征和SEM表征。结果显示本文使用的方法可以转移出很好的单层石墨烯薄膜。利用微加工工艺和石墨烯转移方法,进行器件的制备研究,搭建测试平台并对测试数据进行分析。