随着大数据时代的到来,信息交互产生的庞大数据量对通信系统的带宽和速度提出了更高的要求。硅基光电子技术以其器件尺寸小、无焦耳热损耗、CMOS工艺兼容等独特优势成为支撑新一代光通信、光互连的核心技术之一。在越来越多的光学元器件完成硅基平台集成后,集成光学芯片也逐渐走向了实际应用,但系统中以光隔离器和光环行器为代表的非互易光学器件仍使用分立器件,严重制约了硅基光电子技术的成本和应用范围。因此对于集成非互易光学器件的研究,拥有巨大的实用价值。本文以基于磁光非互易移相效应的硅基集成非互易光学器件为研究对象,阐释了集成硅基光电子器件中常用的磁光效应原理及导波光学原理,讨论了硅基集成磁光波导器件中的非互易传输原理,设计了两种宽带硅基磁光非互易器件,并采用单片集成的技术路线将磁光材料与硅基光波导型器件集成。主要工作分为以下两部分:(1)MZI型磁光隔离器。通过新型器件设计,显著减小器件至400μm×210μm,并使器件可在单向磁场下工作。通过优化偏振旋转器结构、3 dB耦合器结构和磁光材料沉积窗口结构,降低了器件插入损耗,最终实现了低损耗单片集成的TE及TM模式宽带磁光隔离器的设计及制备。实验制备的TM模式器件插入损耗为4.5dB,隔离度为30 dB;TE模式器件插入损耗为9 dB,隔离度为30 dB。(2)MMI型磁光环行器。基于缝隙波导构建了独特的磁光波导结构,实现了直接工作于TE模式的磁光环行器,器件理论插入损耗为1.75 dB,端口间串扰小于50 dB。通过设计超宽带3 dB耦合器并调节磁光波导中的模间色散,构建了宽带TE模式的磁光环行器,器件在14 nm的波长范围内插入损耗低于3 dB,端口间串扰小于20 dB。