硅基光子学是当今集成光学学科中热门的研究领域之一。现代光通信的密集波分复用系统中，需要有“箱形”频率响应的高阶光学滤波器实现通道选择。目前在硅基集成光学平台上，常用的高阶滤波器设计是利用多个微环结构谐振器的级联实现。但是微环结构滤波器存在谐振频率对准、工艺容差性差、模式耦合引起谐振频率漂动等问题。针对这些问题，本文研究了两种新型的光学谐振器结构，通过硅基光波导自身的耦合形成谐振器。在自耦合谐振器内，有顺时针和逆时针两种简并的传输模式被共同激发，两种模式在谐振器内部干涉形成驻波，从而产生自耦合谐振器独特的滤波特性。本文首先从理论上，利用传输矩阵理论和光路分析的方法，阐述了自耦合谐振器的工作原理。为了增加器件的灵活性，谐振器中加入了有源调制结构，采用离子注入的方式产生等离子色散效应，从而实现了谐振器中耦合强度的有源调节。即在同一个谐振器中产生了频谱可调、带宽可调的灵活的滤波特性。在有源调节的控制下，谐振器会出现多种不同的频率响应。比如分裂的双通道谐振、增强型的单通道谐振以及“箱形”的平顶滤波响应。由于其独特的工作机制，紧凑器件尺寸和频域响应上的灵活度，自耦合谐振器可以用在集成光学系统不同功能模块的实现。本文中给出了自耦合谐振器作为全光时间微分器应用的实例。实验展示了非对称的自耦合谐振器中可以分别实现一阶、二阶微分的效果，在对称结构的自耦合谐振腔中能实现一阶时间微分以及其他形式的码型转换。