光开关矩阵是组成大规模光交换系统的核心器件之一,并且广泛应用于各种光网络中。单晶体硅与硅化物的优势在于硅的热传导效率很高、波导损耗很小、工艺成熟易于集成,现实中对于它的利用率同样很高,具有很好的发展前景。在硅基二氧化硅热光开关的研究中,光开关在制备工艺上有着一定的困难与不成熟,所以本文主要使用Optiwave公司研发的软件对耦合器、光开关以及大型光开关阵列进行优化设计。主要研究内容包括:(1)根据对热光开关的特性以及其各项参数的研究,提出优化方案。(2)通过OptiBPM软件优化设计的MZI(Mach-Zehnder interferometer)型开关单元,并对其光路进行性能仿真得到其光路传输时的归一化功率与折射率变化图。(3)根据相移器原理设计加热电极结构,同时通过COMSOL有限元仿真软件对电极的热传导特性进行性能仿真,得到Si基SiO2与SOI光波导热光效应仿真输出。(4)在2×2光开关单元的优化设计基础上,按网络结构构建8×8矩阵光交换模块,通过Opti-System软件对2×2,4×4 MZI型Si基SiO2光开关阵列的性能进行仿真与分析,并测量出各输出端口的能量输出功率。