随着移动数据,视频流量的井喷式增长,传统无线通信技术显露出了其固有的弊端,可见光通信技术作为一种互补通信技术逐渐受到人们的关注。在可见光通信领域,半导体二级管器件的制备一直备受人们的关注,因为采用半导体加工工艺制备出的二级管器件的性能好坏决定了可见光通信系统的性能优劣。因此,对于半导体器件的理论仿真是制备器件之前必不可少的步骤,通过理论器件结构参数的仿真,我们可以以最低的成本寻找到最优的器件结构参数,同时降低器件制备的生产周期。本文采用Rsoft软件模拟仿真了300μm长,10μm宽直波导加半圆形结构的波导器件的光传输效率,得出半圆形结构的最优半径为8μm,且光在此种波导结构中的理论传输效率可达96%。另外,本文还仿真模拟了分支波导与耦合波导结构,仿真结果表明:在波导结构长宽值相同的情况下,分支波导的光传输效率要高于耦合波导的耦合效率;分支波导的光传输效率与波导的弯曲程度成反比;耦合波导的耦合效率与耦合波导的长度成正比,同波导间耦合距离成反比。一般而言,可见光通信系统的各部分都是离散的,独立的,这不利于信号传输的准确性与可靠性。本文基于半导体硅以及Ga N等材料的优良物理化学性质,通过半导体加工工艺制备了集光源、波导和接收器于一体的片上光子集成系统,通过扫描电子显微镜显示该制备系统结构完好,外表平整。除此之外,我们还测量了所制备器件的伏安特性曲线,电压与电容特性曲线,电致发光谱以及探测响应谱以及通信性能,实验数据表明,该器件开启电压较小,为1.12V;在小于700k的扫描频率下会出现负电容现象;发光谱与探测谱在430-450nm的范围内重叠,表明该器件在重叠波长范围内,既可以作为发送端,也可以作为接收端,可实现双工通信;片上光子集成系统的通信速率可达100kbps。