本文深入研究了硅波导中飞秒脉冲的传输特性，分析了飞秒脉冲在硅波导中传输时引起的各种非线性效应及色散对飞秒脉冲的影响，建立了理论模拟的模型，并利用分步傅立叶方法求解此微分方程。　　 系统地介绍了硅波导中的各种非线性效应，由于色散效应对光脉冲的影响非常重要，因此论文还重点研究了硅波导的色散特性，利用COMSOL软件，设计了具有不同色散系数的硅波导结构。　　 通过对飞秒脉冲在直硅波导中的传输特性以及超连续谱产生过程的模拟，我们发现硅波导的色散特性对超连续谱的产生机制以及展宽有直接影响。飞秒脉冲中心波长与波导零色散波长(Zero Dispersion Wavelength，ZDW)的相对位置决定着超连续谱的产生机制，飞秒脉冲的中心波长位于波导近零色散点的反常色散区入射时，高阶孤子分裂在脉冲传输过程中起主要作用，随之产生的色散波极大展宽了光谱，而在正常色散区及零色散点入射时，自相位调制效应(Self-Phase Modulation，SPM)是光谱展宽的主要机制，产生的谱宽小于在反常色散区入射的情况。其次，三阶色散(Third-Order Dispersion，TOD)的正负及大小对孤子分裂有重要影响，TOD的正负决定着色散波的产生位置，而TOD绝对值较小时，能够获得较大的展宽。另外，由于双光子吸收效应(Two-PhotonAbsorption，TPA)带来大量损耗，限制了谱宽，并且随着初始脉冲功率的逐渐增大，展宽出现饱和现象。　　 初步研究了锥形渐变硅波导对超连续谱的影响，根据假设使孤子不断分裂，可以得到更宽的频谱，设计了零色散点不断红移的波导结构，零色散点不断红移，使得孤子持续分裂，同时色散波不断产生，因此可以得到较宽的出射频谱。文中分析比较了三种不同渐变方式的波导的出射频谱，认为当色散由负色散区变化到正色散区时，获得的频谱展宽较宽且平坦性较好。色散值最终进入正色散区，在SPM的作用下，将会产生许多新的频率成份填充先前频谱中的“坑”，因此，频谱变得更加平坦。另外，波导的长度以及色散的变化快慢都会对超连续谱的谱宽有影响，因此，在实际应用中，要仔细衡量各项参数。　　 研究了近期提出的色散渐减光纤(Dispersion Decreasing Fiber，DDF)压缩脉冲的方法，分析了色散渐变硅波导中高阶孤子压缩的情况，讨论了高阶效应、初始脉冲形状对脉冲压缩的影响，结果发现，这些因素的变化对脉冲压缩影响不大，接着研究了孤子阶数，色散渐变方式对脉冲压缩的影响，发现线性渐变色散方式可以在较短的波导长度得到较大的压缩比，孤子阶数越大，脉冲压缩比越大。