信息技术的快速发展对数据传输的速率、带宽和抗干扰能力提出了更高的标准，传统的脊波导电光调制器已无法满足要求。光子晶体作为一种新型的人工微结构材料，其独特的带隙和慢光特性能从根本上解决微纳光电子器件控光的难题，提供了实现超密集型、高速、高带宽集成光子器件的新途径。本论文针对基于绝缘体上的铌酸锂（Lithium Niobate on Insulator，LNOI）的光子晶体电光调制芯片进行研究，分析了光子晶体带隙结构，设计了光子晶体波导，并基于光子晶体薄膜设计了电光调制芯片。论文具有重要的学术研究价值和实际工程应用意义。
　　论文主要工作包括：(1)分析了目前国内外光电系统、光子晶体以及电光调制器的研究与发展现状、存在的不足，提出了本论文的研究方案；(2)从光子晶体理论出发，分析了光子禁带、光子局域以及慢光效应等物理特性，设计了光子晶体带隙结构的计算模型；(3)基于平面波展开法以及有限时域差分法对四种结构的光子晶体进行禁带扫描分析，同时深入研究了每种结构的带隙图谱，设计了五种禁带性能优秀的二维光子晶体结构；(4)针对马赫-曾德尔干涉仪（Mach-Zehnder Interferometer，MZI)结构的电光调制器，设计与优化了三角晶格光子晶体弯曲波导和直波导，其中基于三角晶格的空气柱与铌酸锂柱波导传输效率分别达到了97.6%与99.2%；(5)设计了铌酸锂薄膜的制备工艺流程，利用优化的光子晶体弯曲波导以及直波导完成了基于LNOI基片的空气柱结构光子晶体电光调制芯片设计，并对该结构的电光调制芯片进行了五种调制带宽的性能验证，技术指标满足设计要求。
　　论文设计了基于LNOI的光子晶体电光调制芯片，该芯片能够对1550nm通信波段实现150GHz的调制带宽，同时半波电压仅1.78V，器件长度仅80.7μm，其性能远优于传统脊波导电光调制器且器件尺寸大幅减小，论文研究成果对未来超高带宽的集成电光调制器研究提供了新的设计方法与思路，具有重要的学术研究价值和工程意义。