从理论和实验两个方面研究了两种金刚石结构光子晶体的性质，分别是由实心介质球构成的金刚石结构光子晶体和由空心介质球的构成的金刚石结构光子晶体。论文的具体内容包括： 采用电磁波多重散射(KKR)理论，研究了由实心介质球构成的光子晶体的能带结构。研究发现，此类光子晶体既可在第2、3能带之间出现全带隙，也可能在第8、9能带之间或者第26、27能带之间出现全带隙。论文系统地分析了这三个能隙对材料介电常数、介质球占据比的依赖关系。 实验研究了由实心介质球构成的金刚石结构光子晶体在微波段的反射特性。实验以聚四氟乙烯簿板(厚度为h=1.2mm)为支撑，采用等径氧化铝瓷球(直径d=9.0mm)作为散射体，制备出沿[100]和[111]取向的最大占据比的两类样品。详细测量了这两类样品的反射特性，包括样品反射率对入射波偏振和样品层数的依赖关系。在低频区，实验观测到与光子晶体沿[111]和[100]方向带隙相对应的反射峰，峰的位置和宽度与采用分层多重散射理论计算结果相一致。 理论研究了具有壳层结构的复合介质球构成的金刚石结构光子晶体的能带特征。侧重讨论了由空心球构成的金刚石结构光子晶体的能隙特征。详细分析了空心球的内外径之比、体积占据比、以及材料介电常数对第2-3能隙、第8-9能隙和第26-27能隙的影响。发现，空心结构的引入会使得第2、3能带、第26、27能带之间的全带隙很快消失，但可使得第8、9能带之间的全带隙增宽。通过对应于介质球内电磁场的分布的计算发现，第8能带所对应的电磁场主要集中在靠近介质球的内边界，而球心处为电磁场分布的一个谷底；而与第9能带所对应的在球心处则是电磁场的峰值位置。因此采用空心结构将导致第9能带向高频移动，而第8能带基本保持不变，从而导致第8-9能隙的增宽。 针对介电常数为ε=9的氧化铝材料，设计最佳体积占据比和内外径之比的金刚石结构光子晶体。实验上，采用聚四氟乙烯簿板(厚度为h=1.2mm)作为支撑，制备出由空心氧化铝瓷球(直径d=9.0mm，内外径之比d/D=0.5)构成的、占据比为22％、具有(100)和(111)面取向的两种金刚石结构光子晶体样品。详细测量了这两种样品的反射特性，包括样品的反射率对堆砌层数的依赖关系，以及对入射波的偏振的敏感性。实验发现：除了在低频区沿[111]和[100]方向表现出明显的、不重叠的方向带隙外，在高频区还存在一个明显的重叠的高反射区。通过理论计算，计算结果与实验观测相一致性，证明这个重叠的高反射峰对应于这种光子晶体的第8-9全带隙。