随着互联网时代的发展,人民生活水平的提高,人们对通信的速度和质量提出了更高的要求。集成光学技术具有结构紧凑,损耗低以及与COMS工艺兼容等优点,在光通信,光传感,光互联等领域受到越来越多的关注。在相干通信系统中,90度光混频器是接收系统中重要的一个光学器件。基于各种材料平台的90度光混频器已经被研究,诸如绝缘体上硅,磷化铟,铌酸锂以及二氧化硅材料等等。氮化硅材料透明窗口大,性能稳定性好,近些年来吸引不少的研究,由于氮化硅芯层与包层的折射率差适中,光在多模波导中传输时高阶模的相位误差小。利用这些优势,本文主要研究基于氮化硅平台,只需采用简单的多模干涉仪结构和一次刻蚀工艺,就可以实现高性能的90度光混频器。本文首先介绍了90度光混频器的类型和分析了其传输矩阵,然后仿真设计了以2×4多模干涉仪为主要结构的90度光混频器,接着介绍芯片制作的工艺步骤,并且首次制作了基于氮化硅材料的90度光混频器。搭建了端面耦合平台并且测试90度光混频器的各种参数,数据显示在1520nm-1610nm的光谱范围内,总体损耗（包括测试结构中级联的3d B耦合器）小于1d B,输出端口光相位误差小于8度,共模抑制比优于-20d B。并且测试结果表明器件具有较大的工艺误差容忍性。接着设计仿真了基于氮化硅平台的偏振不敏感的90度光混频器,理论分析了波导对TE,TM模式敏感的原因,并且分别设计偏振不敏感的交叉波导,偏振不敏感的多模干涉仪,然后将其级联起来,完成偏振不敏感的90度光混频器的设计。最后,对本文研究内容进行了总结,并对不足待改进的工作进行了展望。