光子晶体具有光子带隙的基本特征,当频率落在光子带隙中的电磁波的传播会被禁止,为人们控制光子提供了一个很好的方法。随着对光子晶体材料不断深入的研究,人们在实验和理论上都证明了满足一定条件的光子晶体是一种很好的负折射材料,具有很好的负折射效应。这篇论文主要研究的是六角蜂窝结构光子晶体负折射及成像特性。本论文在第1章首先引入了光子晶体的概念,介绍了光子晶体的一些常用制备方法和基本特性,随后解释了负折射现象的产生机理,最后介绍了国内和国外的光子晶体负折射现象的研究进展。第2章主要介绍光子晶体的电磁理论和数值分析方法。重点介绍了计算光子晶体最常用的两种方法：平面波展开法和有限时域差分法。第3章研究了光子晶体的负折射特性,首先引入在分析光子晶体负折射特性之前有必要解释清楚的几个基本概念,说明了等效折射率负折射现象与等效负折射率之间的区别,随后详细分析了影响二维光子晶体中的负折射现象的几种参数。这些参数包括介质柱半径、光子晶体厚度、点光源的位置和介质柱介电常数等。随着介质柱半径及介电常数的增加,半高全宽随之减小,我们可以认为介质柱半径及介电常数的增加一定程度上能够提高光子晶体负折射的成像分辨率；随着光子晶体厚度的增加,光经过光子晶体后会变弱甚至看不清,然而负折射现象却是始终存在的；只有当光源在近场时,倏逝波才能完全被恢复,才更容易产生完美的负折射成像现象。最后重点介绍了单次曝光干涉法制备的全息成型的二维蜂窝晶格与三角晶格光子晶体的负折射现象。最后第4章给出了几种提高光子晶体负折射的像点聚焦分辨率的方法。首先介绍了当前已经发表的几种能够提高光子晶体负折射的像点聚焦分辨率的方法,然后重点讨论了利用空心结构来提高光子晶体负折射的像点聚焦分辨率的方法,研究讨论发现,在相同半径下,空心结构的光子晶体相对实心结构的光子晶体的全角负折射更加优化,数值模拟也表明空心结构光子晶体的传输效率和成像分辨率明显提高,即从半高全宽和光强传输的角度看,空心结构光子晶体得到的负折射成像性能明显优于不加空心结构的纯介质柱结构,也就说明利用空心结构能够提高光子晶体负折射的像点聚焦分辨率。总之,本文主要研究了六角蜂窝结构光子晶体负折射及成像特性,包括单次曝光干涉法制备的全息成型的二维蜂窝晶格与三角晶格光子晶体的负折射现象,提出了几种能够有效提高光子晶体的负折射成像分辨率的方法,重点研究了利用空心结构来提高光子晶体负折射的像点聚焦分辨率。