在全光网络中有很多种光交换技术,包括二维或者三维的微型光机电系统(MOEMS)、波导结构、液晶、声光等光开关。其中,波导光开关是基于折射率的控制或者吸收变化来影响光的传输,具有一定的经济性。若将多个光开关单元器件集成在一个基片上,则可以减少单个功能的成本,同时提高了稳定性。波导热光开关是利用热光效应调制折射率的器件,具有尺寸小,可扩展性大的特点,而它的低串扰和低插损特性适用于绝大多数光交换技术的应用。有机聚合物材料具有热光系数大的突出优势,可以实现相位调制所需的低功耗。同时材料的传输损耗小、制备工艺简单,成本低廉,有着非常广阔的市场前景,成为一类极具研究吸引力的集成光波导材料。本文首先阐述了热光开关的工作原理,然后选用韩国ChemOptics公司的紫外固化氟化丙烯酸酯类ZPU系列材料,利用有效折射率法、光束传播法对聚合物热光开关进行了设计和优化。分别设计出了基于聚合物下包以及基于二氧化硅下包的MMI型热光开关,同时对结构尺寸进行了优化,并分别计算了两种结构的开关时间响应特性。接着,本文利用旋转涂覆、光刻、刻蚀等工艺流程分别制备出了这两种类型的聚合物热光开关器件。提出了通过预甩上包来降低A1掩膜引起的传输损耗,并在实验上证实了该方案的可行性并达到了预期效果。本文分别对这两种波导器件的静态和动态特性进行了测试。得到聚合物下包1×2热光开关插入损耗小于9.4dB,串扰大于19.3dB,开关时间小于1.15ms；二氧化硅下包1x2热光开关插入损耗小于9.9dB,串扰大于16.5dB,开关时间小于0.65ms。试验结果表明,利用二氧化硅材料作下包层,能够大大提高开关速度。本文最后还利用光开关单元级联实现了二氧化硅下包的1×4热光开关阵列的设计与制备。测试结果为：插入损耗小于12.9dB,串扰大于18.5dB。实验测试结果很好地验证了设计的思想。