随着物联网时代的到来,传感器作为数据采集和传输的关键器件,必将在未来得到快速的发展和应用。其中,磁传感器在日常生活和工业等领域应用广泛,是传感器中重要的组成部分。目前,磁传感器的技术发展趋势是高灵敏度、高稳定性、高抗干扰性、小型化和集成化等。光子晶体传感器作为一种新型光学微传感器,不但具备光学传感器的优点,而且具有结构简单、体积小、便于集成等特点,符合传感器技术未来的发展要求。本文提出了一种将光子晶体平板微腔应用于磁场测量的新方法,主要研究内容及创新如下:首先,研究总结目前基于光子晶体的磁测量方法及原理,结合实际应用的可行性,选择了基于光子晶体平板(Photonic Crystal Slab,PCS)微腔的磁传感方法。为满足传感器的设计要求,本文对光子晶体及其微腔进行了结构优化,获得了TM禁带宽度高达0.2342(?a/2πc)的光子晶体结构,并使微腔的品质因子达到2.8×10~5以上,同时确定了微腔侧边耦合直波导的结构。结合光子晶体倏逝场传感理论,构建了PCS磁传感器结构模型,并详细分析了其传感机理。其次,运用有限时域差分方法(Finite Difference Time Domain,FDTD)对PCS磁传感器结构进行数值模拟,通过对传感特性进行分析,发现该新型光子晶体磁传感器具有较好线性度和灵敏度。接着研究磁敏薄膜厚度、发射场激励类型和磁敏薄膜覆盖PCS方式等因素对传感器灵敏度的影响规律,研究结果表明:在TM模式下,当PCS磁传感器中磁敏薄膜厚度L=0.4μm,发射场激励类型为连续波,磁敏薄膜完全覆盖在PCS表面时,PCS磁传感器具有最佳的灵敏度,其灵敏度S可达2.52/T。最后,为提高PCS磁传感器的灵敏度,对传感器结构进行了优化。研究了Y型波导—单微腔耦合和W1型波导—多微腔耦合两种结构的传感特性,结果发现:多微腔耦合单波导结构的传感器灵敏度较低,而单微腔耦合Y型波导结构的传感器灵敏度S可提高到3.31/T。通过分析总结出:增加发射器数量、减少光子晶体中光波损耗、提高微腔与波导耦合效率等方式,可以增强传感器的灵敏度。