基于光学单边带的光矢量网络分析法因测试精度高,可以广泛用于光器件的振幅及延时响应测试,目前已实现了对许多光纤器件的高精度测量,但该技术对集成光子芯片的测试鲜有报道,尤其是较大的芯片插损、光源波长漂移、系统信噪比等因素都将影响芯片级的光矢量网络分析测试结果,产生较大的测试误差甚至错误,因此研究芯片级的光矢量网络分析技术非常重要。本文首先构建了光矢网延时测试模型,搭建了相应的测试系统,并基于Lab View实现了集仪器控制、数据处理、实时显示于一体的自动化测试系统。通过研究信噪比、扫频范围及点数、数据处理方法对延时测试稳定性的影响,优化了系统的测试参数,以实现高精度、稳定的延时测试。特别地,针对7bits硅基光开关切换波导延时线的测试,基于Lab View实现了芯片的自动输入输出耦合,并集成了自动切换延时路径的功能,大大提升了测试效率、降低了测试中人为干扰带来的影响,最终实现了延时偏差不超过0.1ps的高精度测试。另一方面,针对低损耗氮化硅微环延时单元的测试,由于测试系统中激光波长漂移给测试的稳定性带来了很大的影响,通过优化测试系统和数据处理,最终实现了延时分辨率为10ps、消光比分辨率为0.04d B的高分辨率测量。最后,为了降低对光电探测器的带宽要求,提出了一种基于级联“相位调制器-待测器件-强度调制器”的光器件振幅响应测试系统。该测试系统基于微波光子下变频技术和射频扫描测量的方法,将光器件的振幅响应下变频到电域低频上,实现了待测光器件频谱响应的固定低频探测。较基于并联结构实现下变频的器件测试方案而言,该方案的测试系统结构更简单、损耗更小。通过测试氮化硅微环及微盘的振幅响应,验证了该测试系统的有效性。