光码分多址(OCDMA)技术结合了电CDMA的优点和光纤通信的带宽优势,是实现全光通信的重要技术之一。光编解码器作为OCDMA系统的核心器件,正在向更高集成度、更易调谐、更多用户的方向发展。微环谐振腔凭借其模式体积小,选频特性优越,支持多调谐方式以及兼容微电子批量加工等优点,成为满足光编解码器发展需求的有效方案之一。目前,该类型编解码器在理论和结构设计方面,主要存在三方面的问题:一是部分编解码方案欠佳,体现在利用微环一维编解码方式,限制了系统容量的扩展;二是编解码器性能不高,解码输出自/互相关峰值比较低;三是用户容量不易扩展,编解码信道频带利用率低。此外,在OCDMA系统传输过程中常伴随旋转信号的传输,这就需要实现对旋转光信号的接收、发送及解码。针对上述问题,本文在以下方面展开了研究工作:1.利用微环谐振腔阵列下载端反射谱结合相移器相位变换,提出了以微环阵列为核心单元的二维相干光编解码器结构;建立了微环阵列结构的传输矩阵方程;分别研究了耦合双环、串联三环编解码器结构的反射谱特性;分析了上述两种编解码器的结构参数与自/互相关峰值比的关系。通过数值仿真得到这两种结构波长/相位二维解码的时域/频域输出谱线和自/互相关峰值比,理论上验证了微环谐振腔阵列编解码器的可行性。2.设计并研究了编解码器优化方法,提出了最佳耦合系数法、耦合系数高斯平坦化分布优化法以及半径优化法。针对并联耦合双环、串联三环两种编解码器结构,对比其优化前后的编解码器性能。理论计算表明,优化后的编解码器结构提高了自/互相关峰值比。3.利用游标效应易于扩展微环自由频谱宽度的优点,优化了编解码器结构,增大了系统用户容量。分析了游标效应下,微环串联编解码器结构的3dB带宽、矩形因子、峰值反射率以及伪模抑制特性,仿真实现了该结构的二维波长跳频/相位编解码。结果表明,具有游标效应的微环串联结构可以扩展用户容量。4.针对OCDMA传输过程中的旋转光信号接收和发送,设计并实现了一种聚合物倒锥透镜型单通道旋转连接器。理论分析了该器件的结构参数,阐述了它的制备方法,并实验测试了该旋转连接器的性能。