硅基集成电路彻底改变了现代人的生活,但随着技术的发展,集成电路集成度不断提升,目前金属导线互联逐渐无法满足信息高速率高密度传输的需求。光互联具有大带宽、低损耗、抗电磁干扰等优势,被认为是非常有潜力的解决方案。在这样的背景下,硅基光子器件受到人们的关注,而且由于硅基光子器件兼容现有的互补金属氧化物半导体工艺制造体系,拥有硅基集成电路制造业的各种优势,如高稳定性、成本低廉等,硅基光子器件已经成为目前学术、工业界的热门研究方向。光滤波器是光传输系统重要的基础器件,下一代光传输系统采用灵活的网络和超级信道技术,需要高度动态的信道分配,用以大幅提高频谱效率。可调谐光学滤波器可在中心波长和带宽上重新配置,并且可扩展到太赫兹,这对于下一代光传输系统至关重要,因此,对于硅基可调滤波器的研究显得尤为重要。本文研究了基于亚波长光栅的硅基可调滤波器,首先介绍了目前几种硅基可调滤波器的基本结构和原理,然后针对以上几种滤波器自由光谱范围较小或是尺寸过大的问题,设计并仿真实现了两种紧凑的基于亚波长光栅的大带宽可调滤波器,并加工测试了上述的可调滤波器,结果表明联合亚波长光栅切趾结构和锥形波导不仅可以有效地抑制旁瓣,同时使得器件非常紧凑。本文的主要工作有:（1）基于周期性介质微扰的耦合器的光传输特性理论研究。从理论上说明,在周期性结构,如光栅结构的协助下,光信号可以在不同有效折射率的波导间高效率地同向或反向耦合,尤其在耦合时,光信号具有频率选择性,可以用作滤波器。除此之外,分析了影响耦合效率、带宽和耦合波长等的因素,这为后续器件的设计、仿真和优化等奠定了基础。（2）超紧凑的基于亚波长光栅的大带宽可调滤波器设计。设计方案应用FDTD Solutions软件进行功能性验证和性能优化。经过优化仿真后,得到了两类滤波器的最佳参数,两类滤波器的耦合区长度分别为100μm和70μm,耦合长度远小于利用布拉格光栅的可调滤波器的数百微米。结果证明,利用切趾方法可以实现较好的旁瓣抑制,尤其在反向耦合滤波器中,亚波长光栅切趾方法联合锥形波导可以更有效地抑制通带左边的旁瓣。（3）超紧凑的基于亚波长光栅的可调滤波器的加工和测试。在垂直耦合光学测试平台上,对基于单个亚波长光栅波导的反向耦合滤波器以及级联后的可调滤波器进行测试,实验结果表明,反向耦合滤波器的传输谱,在通带左侧未出现旁瓣,这说明联合亚波长光栅切趾结构和锥形波导能有效地抑制旁瓣,同时器件耦合区长度只有100μm;在可调滤波器测试中,实现了6 nm的可调带宽,以及7 nm左右的中心波长调节。基于亚波长光栅的可调滤波器结构紧凑,可调带宽大,为未来进一步研究硅基光子可调滤波器奠定了基础。