现代社会微电子器件的集成度越来越高,但对数据传输速率和带宽的的需求也越来越高,传统的电子器件已经达到了传输极限。硅基光电子器件具有传输带宽大、速率快、抗电磁干扰、与CMOS兼容、制作成本低等优点,在光通信、光存储等许多重要领域都广泛应用,成为下一代信息技术的重要基石。其中结构简单、功能多样的微腔成为了硅基光电子器件的重要基础器件。利用硅基微腔进行绝热波长转换是近来的一个研究热点,它通过在小于光子寿命的时间内动态地改变微腔的某些性质,使限制在腔内的光子频率偏移到新频率即可以动态转换光频,可用于波分复用等。基于耦合微腔并超快动态调节微腔性质,可使群速度减小甚至为零,实现光被限制于微腔内,可用于延时、缓存和存储。这种方法打破了光子结构中时延和带宽之间的平衡,可较大地延长存储时间,不失为实现光存储的好方法。本论文对硅基微腔的绝热转换机理与器件进行了深入研究,研究了上下话路型单环谐振器和类行波F-P谐振腔中的绝热波长转换。提出了一种基于双波导耦合双环(2R2B)的光存储结构,通过对微环的绝热调控,可快速改变系统控制Q值,从而实现光的存储与释放。主要研究内容如下:(1)采用FDTD仿真并分析了微环谐振器和类行波F-P谐振腔内的绝热波长转换过程,验证了微腔绝热波长转换与折射率改变速率无关,而波长转换量(35)?与折射率改变量(35)n成正比,以及波长转换效率的影响因素。此波长转换主要依靠改变微环折射率来进行,且折射率的改变需要空间均匀性,非均匀改变会引起环内非绝热波长转换,产生多个波长。(2)基于传输矩阵法和时域耦合模理论建立了单环谐振器和2R2B结构的理论模型,然后采用Matlab进行计算并分析了单环和2R2B结构的输出与谐振波长、振幅透射比和双环半径之比的关系,确定双环的参数以及初始状态时能够引起双环共振的波长,计算了该结构时域光场的动态变化。然后,采用FDTD对2R2B结构进行了数值仿真,在弱耦合时得到类电磁感应透明谐振峰谱,并理论上证实了通过快速调控与波导耦合微环的折射率,可有效地控制耦合微环系统的Q值变化,从而实现光信号的动态存储与释放。(3)采用电子束曝光与感应耦合等离子体刻蚀等工艺,制备出了硅基单个微环谐振器和类行波F-P谐振腔,对两种器件进行了频域谱测试,其传输特性与理论仿真基本吻合,Q值超过7000。同时,制备出基于低Q环(半径~28μm)和高Q环(半径~21μm)耦合的2R2B结构器件,调节双环之间的耦合间距获得了较理想的类电磁感应透明谐振峰,并证实当调节一个微腔的谐振峰后,耦合系统的Q值发生了明显的改变(由10204变为19132),因而通过绝热调控将可以实现光信号的动态存储与释放。