自从Arthur Ashkin在光学俘获与操控领域内做出的开创性工作后，光镊技术已经被广泛应用于诸如单分子探测、光学层析、自组装等研究领域。由于受到衍射极限等因素的制约，传统的光镊技术很难俘获、操控半径在100纳米以下范围内的粒子。由于光子晶体谐振腔结构具有很强的光场增强效应，能够产生很强的三维光场梯度分布，提高粒子的俘获强度，可以更好的实现粒子的俘获与操控，因此基于光子晶体的粒子俘获、操控的研究已经引起了人们广泛的研究兴趣。　　 第二章中，首先从理论上对光子晶体的带隙结构进行了分析，然后介绍了传输矩阵法和时域有限差分两种常用的光子带隙计算方法，并分别采用上述两种方法对两种不同的一维光子晶体结构进行了带隙分析。　　 第三章中，通过数值模拟，分析了一维光子晶体对纳米粒子的俘获与操控情况。随后采用了光波导耦合一维光子晶体结构来研究其粒子俘获、操控情况。最后采用了三种不同的波导耦合光子晶体结构并对其粒子操控能力进行了比较。　　 艾利光束由于其无衍射性，在较长距离内保持比较高的激光光强，使得电子能在较长距离内被加速并能获得更高的能量，因而受到人们的极大关注。　　 第四章中，首先基于艾利光束的传播方程分析了艾利光束的传播特性，并对其电磁场性质进行了分析。随后讨论了弯曲艾利光束的传播及其电磁场性质，并且采用了交叉弯曲艾利光束来分析其电子加速机制，得到了比较好的电子加速效果。进一步考虑了圆偏振情况下的二维艾利光束的电磁场性质，并且讨论了其电子加速情况。