相比于电子,光传输具有更快的速率,而且光子作为载体不易受电磁场干扰,因此集成光学已经成为信息化社会发展的必然趋势。随着集成光学的发展,集成光波导无论在材料还是制作工艺方面都得到了很大的改善,基于集成光波导的延迟技术相比基于光纤、光纤光栅和高色散光纤等的延迟技术,其延时精度更高、损耗低、体积小、重量轻、易于集成并且稳定性好,所以成为近年来的研究热点。本文的研究为光波导延迟线提供了较为详细的理论分析和设计基础。首先介绍了硅基光波导材料的发展,以及光波导延迟线的国内外发展现状。接着用导波光学理论对光波导进行分析,采用有限差分束传输法分别建立了二维和三维仿真模型,应用Rsoft软件和Matlab软件分别对SOI、SiO2和Si3N4波导就不同的结构、横截面尺寸、曲率半径对弯曲损耗的影响以及平行波导之间的耦合进行了仿真分析,设计出低损耗的光波导结构。然后在以上仿真基础上使用bend-simulated方法对设计出的SOI、Si3N4和SiO2弯曲波导进行优化,并就这三种材料的波导分别设计了直接转向型Y分支和S弯曲型Y分支,分析对比了两种Y分支结构的优缺点。最后在此基础上完成了一个1×8的基于SiO2条形光波导的延迟线方案设计。SiO2条形波导具体的结构参数为宽7μm,高7μm,折射率差?为0.36%。光波导的延迟路径采用级联三级Y分支,构成一个1×8光分束器。延迟线阵列版图的尺寸大小为1.3 cm×1.1 cm,最小弯曲半径为5 mm,总损耗为1.88 dB,各通道具有良好的损耗一致性,相邻信道延时差为12.5 ps,总共可以实现0~87.5 ps的延时。