全光通信作为下一代光通信系统的研究方向，在该网络系统中，不是通过光电转换来处理信息，而是直接利用光来控制信号。作为全光网络的核心器件之一，全光缓存器件已经成为光通信领域的研究热点，而慢光技术则是实现光缓存的重要技术。光子晶体可以通过光子带隙和带隙缺陷实现对光的控制，从而形成慢光。因此，利用光子晶体实现光缓存成为可能。此外，光子晶体结构相对于其他慢光系统而言具有带宽大，光子晶体的增益或吸收与慢光产生处的频率相对独立以及可控性、可实现性强等优点。　　 论文主要针对二维光子晶体带隙以及慢光特性进行了研究，设计了具有更大绝对带隙的双原子光子晶体结构和更小群速度的光子晶体缺陷波导结构。论文的主要工作及创新点如下:　　 (1)研究了不同介电常数的背景材料以及空气孔半径大小对光子晶体绝对带隙的影响。研究表明当固定空气孔半径与晶格常数的比值为定值时，在一定范围内，随着背景材料介电常数的增加绝对带隙的宽度先增加后减小，并存在最优介电常数值使绝对带隙的宽度获得最大值。而当固定背景材料介电常数为定值时，在一定范围内，随着空气孔半径的增加绝对带隙的宽度先增加然后减小且获得最优空气孔半径与介电常数比使光子晶体获得最大绝对带隙。　　 (2)设计了双原子光子晶体结构，从而获得更宽的绝对带隙。通过引入不同半径空气孔，椭圆空气孔与正方形空气孔的方法形成双原子光子晶体，研究了双原子光子晶体的绝对带隙并与原单原子光子晶体绝对带隙作比较。结果表明，双原子光子晶体与单原子光子晶体相比能够获得更宽的绝对带隙。　　 (3)研究了光子晶体线缺陷附近两行介质柱的介电常数，介质柱的半径以及介质柱的位置对光子晶体缺陷波导慢光特性的影响。三角晶格光子晶体中通过去除一行介质柱的方法得到光子晶体线缺陷波导，在线缺陷基础上通过改变光子晶体线缺陷附近两行介质柱的介电常数，介质柱半径以及介质柱位置变化对光子晶体缺陷波导慢光特性的影响。研究表明，随着缺陷附近介质柱介电常数的增加，导模频率向低频方向移动，群速度减小;当线缺陷附近介质柱半径小于原介质柱半径时，群速度基本不变，而当缺陷附近介质柱半径大于原介质柱半径时，群速度降低，且半径越大群速度越小。此外，当缺陷波导附近介质柱位置发生变化时，群速度也会降低，且位置变化越大群速度越小。　　 (4)对光子晶体波导色散作了研究，研究了光子晶体线缺陷附近两行介质柱的介电常数，介质柱的半径以及介质柱的位置对光子晶体群速度色散的影响。研究结果表明当改变光子晶体线缺陷附近两行介质柱的介电常数，介质柱半径以及介质柱位置的变化时缺陷模式零色散附近具有一段较宽并很平坦的群速度色散区域且改变线缺陷附近介质柱的介电常数，介质柱半径及介质柱位置的变化将导致群速度色散的平坦区域减小。