随着利用光纤进行光信号传输与处理的技术不断进步,以此为基础的“第一代”微波光子学的发展已经日趋完善,也因此显露出诸多如功耗大,体积大等缺点而无法得到有效地解决。为了减小系统体积,增加其实用性、稳定性和成本,科学家逐渐将研究焦点聚集到了“第二代”微波光子学,即集成微波光子学上面。在诸多光学集成平台中,硅基平台因其低成本、小尺寸、高集成度、高调谐性和与CMOS工艺兼容等特点从而脱颖而出,成为近十多年来最热门的集成光学研究方向之一,在集成微波光子学中有着不可替代的作用。硅基微环因其在非线性光学和光谱调谐等方面的显著优势而受到众多集成光学研究者的青睐,目前硅基微环已成为硅光集成系统中不可或缺的基本元件。在光信号处理如制作光源,可调光学、微波光子学滤波器,大规模光阵列开关,高速光调制器等方面有着广泛地应用。基于硅基微环谐振器,本论文重点研究了其在集成微波光子信号处理中的应用,主要内容如下:(1)简要地介绍了集成微波光子学的发展,重点介绍了集成微波光子滤波器的发展,同时也详尽介绍了硅基光子学在集成微波光子学特别是集成微波光子滤波器中的应用、国内外研究现状和亟待解决的相关问题。(2)简要介绍并总结了微环谐振器的理论知识,从物理意义层面详细地介绍了微环不同的工作状态以及相关的设计基础;对目前行业内普遍使用的微环的调谐方法进行了详细介绍;对硅基微环的实验室制备工艺和流程进行了详细地介绍;对实验室测试硅基芯片的基本方法进行了详细地介绍。(3)通过优化设计结构,在硅基上制作了超高Q值微环,其Q值可达1.14×106,FSR为40 GHz,能满足实际的通信与信号处理的需求。利用该超高Q微环构建了超窄带(170 MHz)可调集成微波光子滤波器,其带宽远小于其他硅基集成微波光子滤波器的带宽。具有CMOS工艺兼容、超窄带、大调谐范围、高抑制比、小尺寸等优势;随后简单地介绍了该滤波器在集成光电振荡器方面的应用。(4)介绍了利用硅基微环中的热光效应实现的集成多端口可调谐光环行器极其影响,具有工艺简单,工作波长可调谐、端口众多、抑制比大的优势;随后从理论上详细介绍了微环中的光机械效应,给出了相关计算和仿真方法,最后介绍了一种利用微环中“光机械效应”制作的低功耗“光环行器”,该工作具有方案新颖、功耗低和工艺简单等优势。光学非互易器件的集成能在很大程度上推动微波光子滤波器的全集成化。