光子晶体是一种折射率分布周期为光波长量级的新型人工微结构材料，它具有和半导体中的电子相类似的能带结构，频率位于光子带隙中的电磁波在光子晶体中被禁止传播。如果光子晶体由非线性光学介质组成，则称为非线性光子晶体。　　本文设计和制备了几种基于线性和非线性的一维光子晶体器件；设计了一种聚合物光子带隙光纤，理论研究了它的性能；研究了石英光子带隙光纤的传光特性；研究了石英微结构光纤的色散性质。主要研究内容与结果如下：　　研制了基于线性一维光子晶体的YAG激光防护镜。利用磷酸盐玻璃衬底和线性一维光子晶体的共同作用，使波长为1064nm的激光经过防护镜后的透过率达10-9量级，器件达到了低于人眼安全阈值的激光防护；利用磷酸盐玻璃衬底对1064nm激光的强烈吸收作用，使防护镜不仅能够抵御全方位的来袭激光，而且有效地避免了反射光的二次伤害作用。　　设计和制备了基于非线性一维光子晶体的光开关和光双稳器件。采用周期性多层膜结构的光子晶体，双稳开关功率密度为1×W/cm2，开关时.10385间为100ps。　　研制了两种光子晶体波导器件，一种是正弦型有效折射率分布的光子晶体波导光双稳器件，开关光功率77mW，开关时间63ps。另一种是一维光子晶体波导光互连器件，用导波光控制光子晶体的折射率变化和光子带隙移动，导致被光子晶体反射的信号光的波矢量方向发生改变，达到实时寻址光互连的目的。当控制光的功率密度从0W/cm2上升到2×W/cm2时，测得信.10605号光的偏转角度达2，器件的响应时间可达ps量级。两种器件中的光子晶体都由自散焦介质组成，带隙随入射光强的增加而向短波长方向移动，所以器件的运转都发生在光子带隙靠近长波方向的带隙边沿。非线性光子晶体波导光器件实现了低功耗和超快速运转，预示器件的实用化前景。　　研究了低传输损耗和低色散的空芯光子带隙光纤。利用平面波展开方法设计了一种传光范围为1.51μm～1.57μm的聚合物光子晶体光纤，并研究了它的传光性质。从理论和实验两方面研究了传光范围为1.42μm～1.64μm的石英光子带隙光纤的性能。这种空芯光纤是传输高能量光波的有效途径。　　利用全矢量等效折射率方法研究了石英微结构光纤的色散性质，为设计高效宽带的色散补偿微结构光纤提供理论参考。分别模拟了光纤包层光子晶体参数的三种变化趋势下，微结构光纤的色散特性的变化，发现当组成包层光子晶体的圆形空气孔的半径固定，而光子晶体的空气填充率较大时，微结构光纤在波长为1.55μm附近的色散系数和色散斜率都比较大，可实现对色散和色散斜率的同时补偿。