集成光学是集光电子学、光波导理论、激光技术和微电子学等于一体的交叉学科,主要研究和开发光通信、光学信息处理、光子计算机和光传感等所需的多功能、稳定、可靠的光集成体系和混合光电集成体系。在集成光路中,把各个分立元件连结起来的关键元件就是光波导,其中平板光波导是集成光学中非常重要的一种波导模型,它的导模和辐射模的场分布相对简单,另外它还是各种复杂光波导的基本单元。因此,本文提出了使用矩阵理论来研究平板光波导的传播模式的方法。光源小型化对于集成光路是非常重要的,芯片上的单片光源对光互连来说是绝对必要的。因此,本文提出了一种将边发射激光器与硅波导耦合的设计方法。光纤与硅波导的耦合是集成光子学中实现芯片与芯片互联时的基本问题。因此,本文提出了一种使用等离子体波导实现光纤与硅波导耦合的设计方法。这三部分的主要工作如下:（1）平板光波导又称二维平面光波导,可以看成多层的堆栈,当平面波入射在层状介质中,在每一层边界上发生反射和透射,此时,可以使用矩阵方法来表示各层介质边界上的前向和后向波的复振幅,并写出传输矩阵。在导波模式下,二维波导在边界上可以认为没有输入只有输出,此时传输矩阵的复元素D=0,我们可...