本文对AWG的特性进行了深入研究，提出了新的有效数值模拟方法与优化设计，改进了AWG的性能，并完成了相关的实验和测试。 　　本文总结了各类频谱平坦化实现方法并进行了分类，为频谱平坦化设计提供了一种新思路。提出了两种平顶型AWG的设计方法，即1：1成像法和互易法。基于1：1完善成像假设，并利用高斯场近似，得到了基于多模干涉(MMI)结构的平顶型AWG的频谱响应解析表达式。而对于用于AWG频谱平坦化的其它复杂结构(如抛物形波导)，结合BPM模拟，给出了一种基于光学互易原理的快速优化方法，大大提高了设计效率。此外，提出了两种实现频谱平坦化的结构设计：锥形MMI结构、普通MMI与锥形输出波导的组合设计。利用这两种设计，既实现了频谱平坦化，又保证了低色度色散特性。 　　本文研究了集成光波导器件(包括AWG)的制作工艺，主要包括光刻、ICP刻蚀等多道工艺，着重研究了刻蚀工艺对光波导表面粗糙度的影响，得到了合理的工艺条件。完成了器件的制作与测试，获得了较为理想的结果。