硅材料在1.1~8.5 μm有非常低的吸收损耗，因此硅基光电子学有望扩展到中红外波段。并且随着通信窗口扩展、气体分子检测、红外成像等应用需求的出现，硅基中红外波段器件研发工作的开展势在必行。在中红外波段硅基光电子器件中，硅基调制器有着举足轻重的地位：它是长波光通信链路中不可或缺的一环，还可以应用在片上传感系统中提高信噪比、实现光开关等功能。研究发现，相比于近红外波段，硅和锗材料在中红外波段有更强的自由载流子效应和热光效应，因此，基于硅基材料的中红外调制器具有独天得厚的优势。系统总结了中红外硅基调制器的发展趋势和研究现状，介绍了基于硅和锗材料的电光调制器以及热光调制器的工作原理和最新研究进展，最后对中红外硅基调制器进行了总结与展望。

硅基IV族锗锡和锗铅合金材料带隙随组分可调，并可转变成直接带隙半导体材料，是研制硅基红外探测和发光器件的理想材料。本文首先介绍锗锡和锗铅材料外延生长工作，然后对锗锡光电器件的研究进展进行回顾和讨论。其中，随着锗锡合金中锡组分增加，锗锡光电探测器往高响应度和长探测截止波长方向发展；锗锡激光器的研究则集中在降低激射阈值、提高激射温度和电泵浦方面。本文还对锗铅材料和光电器件的研究进展进行简要介绍和展望。随着硅基高效光源和探测器研究的不断深入，IV族合金材料在硅基红外光电集成领域将继续展现重要的应用价值。