密集波分复用技术是一种低成本、大容量的通信扩容方式,在现有通信网络中得到了广泛应用。在即将到来的5G时代,密集波分复用技术也成为移动通信前传网络的一种解决方案。阵列波导光栅作为密集波分复用系统中的进行分波合波的关键器件,能够提高网络资源的利用率。对于密集通道间的通信,性价比更高,因而受到广泛关注。波分复用系统中一般包含复用和解复用两个模块,目前广泛应用的波分系统中这两种模块是分开的,这大大增加了波分模块的尺寸。另一方面,阵列波导光栅芯片一直采用有热方案,不仅增加系统的能源消耗,而且限制其应用场地。为了解决现有问题,本文提出了一种单片集成复用解复用的阵列波导光栅芯片,并基于该芯片设计了一种新型温度补偿结构,使波分模块尺寸缩减了61%,而且避免了有热方案带来的能源消耗和场地局限,实现了温度范围在-40℃至85℃时波长漂移范围仅为±25pm。文章主要论述了:(1)以阵列波导光栅的基本结构为基础提出了一种单片集成复用解复用的阵列波导光栅结构并设计了其基本参数,实现了波长复用解复用。(2)基于单片集成复用解复用的阵列波导光栅结构提出了一种新型的无热补偿方案并进行模拟分析,模拟结果表明该补偿结构能够满足集成模块在工业级温度范围内对波长漂移的要求。(3)概述了该模块的制备过程,并利用温度特性测试系统和光学性能测试系统对该模块进行测试,测试结果证明该模块能保证在工业级温度-40℃～85℃范围内波长漂移仅为±25pm以内,且光学性能与常规模块一致。