光子晶体其最重要的特征是具有光子能带和带隙结构。如何调控光子带隙的位置与宽度，以实现其在近红外至可见光波段的光学性质可调控一直是值得人们关注和不断探索的问题。 本文旨在制备结构参数可调的纯介电型、金属/介电型光子晶体以及二维金属介观环的有序阵列，并研究这类微结构光子材料的光学性质，以期发现新型的纳光子材料，调控电磁波在近红外/可见光波段的传播与激发性质。本篇论文主要涵盖三个方面的内容： 一、结构参数可调的、由二氧化硅微球构成的纯介电型光子晶体的制备及其光学性质的研究 利用改进的微通道方法将大尺寸的(直径在1微米以上)二氧化硅微球自组织排列为六角密堆的有序结构。继而采用湿化学腐蚀的方式改变二氧化硅微球的直径，获得了结构参数可调的、由二氧化硅微球构成的纯介电型光子晶体。利用此方法制备的光子晶体不但有序程度高，而且通过改变相应的实验条件，可以有效的调控二氧化硅微球的占据比等重要的结构参数，从而调控此类纯介电型光子晶体的光学性质。此外，我们将聚焦离子束刻蚀微加工技术与微球的自组织相结合，在制备由二氧化硅微球组成的一维链状结构方面进行了初步的尝试。 系统地研究了二维、准三维(双层)结构光子晶体在近红外区域的透射光学性质。实验观测到透射谱图中出现了多个特征性的透射谷；随着微球尺寸的减小，这些透射谷的波长出现蓝移。低透射谷的出现实质上是入射光与结构的表面光子态的耦合所致。实验发现，改变微球尺寸能够调控体系能带结构中光子态的能级；当不同能级光子态接近时会发生强烈的耦合，导致透射谷强度、频宽以及位置均发生显著的改变。论文进一步采用多重散射理论，研究了结构透射谱与微球占据比的依赖关系。实验观测与理论计算的结果相吻合。 二、结构参数可调的、由空心金属球壳构成的金属/介电型光子晶体的制备及其光学性质的研究 以二氧化硅胶体晶体为模板，将二次模板技术与无电镀化学方法相结合，发展了一种制备由空心金属球壳组成的、占据比可调的金属/介电型光子晶体材料的技术。在这里，球壳的占据比是通过调控初始模板中非密堆二氧化硅微球的占据比来调控的。研究表明，以此方法不但能有效的调控金属球壳的占据比，而且金球壳的表面致密、均匀，且结构新颖、有序程度高。这些技术为调控金属/介电型光子晶体带隙位置和频宽提供了一种可靠的技术途径。 在材料光学性质方面，论文主要研究了由非密堆积结构的金球壳构成的二维金属/介电型光子晶体在近红外波段的光学性质。研究表明，由于金属成分的引入，使得这类光子晶体对入射光有着强烈的散射效应，导致在相对较宽的波长范围观测到了低反射特征。我们研究了入射角度的改变对其反射谱的影响，发现反射谱中出现宽带强调制对不同极化的入射光(S偏振和P偏振)有着不同的响应。考虑了材料的实际介电常数(色散和吸收)，我们采用多重散射理论，计算模拟了这类光子晶体在斜入射下的反射光谱，发现在低频区，理论与实验吻合的很好：在短波长的高频区，理论计算与实验测量的结果存在一定的差别。我们提出了产生这些差别的几种可能的原因。 三、基于凹角优先成核机制的二维介观金环有序阵列的制备 发展了一种利用凹角优先成核、制备二维介观金环的有序阵列的材料制备技术。这种技术是以二维密堆结构的二氧化硅胶体晶体为初始模板，通过复制得到沉积在硅衬底上的通孔的聚苯乙烯薄膜，然后利用无电镀化学生长的方法，在聚苯乙烯微孔薄膜中沉积金。由于金纳米颗粒在微孔的边缘优先成核，这样就形成二维介观金环的有序阵列。论文借助经典的凹角优先成核的晶体生长理论，解释了金介观环的形成机理。我们所发展的制备二维介观金环的实验方法简单、可以制备大面积的样品。在实验过程中，我们发现通过控制无电镀化学反应的时间以及通孔聚苯乙烯薄膜与硅衬底结合处的孔径的尺寸，可以有效的调控金介观环内外径之比。