本文开展了对1550nm光通信波段的聚合物波导布拉格光栅的研究。波导布拉格光栅通过传输模式之间的耦合实现对入射波的反射,是集成光学领域中重要光子器件之一。波导布拉格光栅可分为起伏型结构及折射率调制型结构两种。本文首先针对侧壁起伏型的布拉格光栅结构,利用有效折射率法、耦合模理论及传输矩阵法等方法设计了三阶聚合物波导光栅,并对光栅参数进行了优化,主要内容包括:确定矩形波导的单模传输下尺寸;研究相关结构参数对波导光栅传输特性的影响;利用切趾技术实现对光栅旁瓣的抑制;探究该聚合物波导光栅的偏振相关性。其次结合聚合物材料优良的热光特性,实现了波导布拉格光栅中心波长可调。进一步,为了改善调谐特性,提出如下结构改进:首先,优化了热电极位置,提高芯层及其附近区域受热效率;其次,提出在芯层两侧设置对称空气沟槽的方案,将热电极能量限制在波导芯层及其附近区域,提高了其受热均匀性。与传统的热光器件结构相比,最终设计的波导布拉格光栅具有强受热性、高热均匀性和低热串扰性,从而提升了波长调谐灵敏度,实现大范围的波长可调。最后针对光子器件的数值计算方法,建立了一种基于小波基的时域有限差分法,并实现并行化运算。相较于传统标准的时域有限差分法,该方法具有更好的数值色散特性,允许在计算中采用较大的空间网格分辨率,因此显著减少内存的使用,而并行化计算则大大减少了运算时间。进一步,分析了在并行计算环境下影响运算效率的主要因素;为了估计模拟所需运算时间,建立了一个简单的运算时间模型,时间模型的拟合结果与实际运算时间相当吻合。