全光微纳光子学器件在超高速信息处理、光通讯、光计算和光互联网络等领域都具有非常重要的应用前景。光子晶体以其独特的光子能隙特性，能够实现人工调控光子的传输状态，是实现微纳集成光子器件的重要基础。光子晶体全光微纳光子学器件的研究是目前光子晶体和非线性光学领域的研究前沿和热点之一。论文综述了光子晶体全光开关和全光二极管的研究现状、存在的主要问题、以及器件的实现途径，提出利用有机复合材料来获得较大的非线性光学系数和超快的非线性时间响应，开展了超快速、低功率光子晶体全光开关以及低功率全光二极管的研究，取得了如下创新性成果：　　 利用有机共轭聚合物材料聚3-己基噻吩P3HT和富勒烯C60衍生物PCBM制备出非线性有机复合材料，开展了P3HT：PCBM有机复合材料光子晶体全光开关效应的实验研究。在400 nm泵浦激光的近共振激发条件下，P3HT：PCBM有机复合材料的非线性折射率达到了10-9 cm2/W的量级，将全光开关的泵浦光强降低到1 MW/cm2，开关效率达到60％；利用P3HT分子和PCBM分子之间的超快速电荷转移和激子的超快速弛豫过程，开关时间达到58.9 ps，实现了超快速、低功率光子晶体全光开关。　　 利用金纳米颗粒和有机共轭聚合物MEH-PPV制备出非线性纳米复合材料，开展了Au：MEH-PPV纳米复合材料光子晶体全光二极管效应的实验研究。利用金纳米颗粒表面等离激元共振增强非线性光学效应和光子晶体微腔的光子局域效应，Au：MEH-PPV纳米复合材料的非线性系数达到了10-6 esu的量级。非对称光子晶体微腔的全光可调谐特性，实现了全光二极管效应，工作的阈值光强降低到2.1 MW/cm2，正反向的透过率对比达到了104的量级，实现了低功率、高透过率对比的光子晶体全光二极管。　　 设计出一种光子晶体异质结结构，利用光子晶体的能带效应和各向异性实现了全光二极管效应，通过FDTD数值模拟发现，对于劈形的光子晶体异质结，正反向的透过比能达到10；对于三角形的光子晶体异质结，正反向的透过比能达到50。这种设计方案突破了材料非线性响应较小的限制，为低功率光子晶体全光二极管的研究提供了一条新的途径。