光子晶体是一种新型的人工结构功能材料,通过不同结构,以实现控制光传播的功能。光子晶体可以具有光子禁带、光子局域效应以及负折射率等特性,在光通讯、微波通讯、光电子集成以及国防科技等领域有着广泛的应用前景。因此,如何制备高质量小尺寸的光子晶体,特别是三维光子晶体的制备,已成为光子学研究的热点。本文基于多层介质膜,设计并制备了三维光子晶体。首先,从光传输矩阵理论出发,设计了不同光学厚度的多层介质膜结构,由于设定其具备对特定波长的增透或高反功能,可以将其视为一维光子晶体。根据设计模型,利用真空电子束镀膜方法制备一维光子晶体。采用平面波展开法计算光子晶体能带分布,并采用时域有限差分法计算光子晶体光场分布。R-soft软件所模拟计算的结果表明,通过在多层介质膜结构上打孔,可实现三维光子晶体的制备;其中圆孔的排列方式、晶格常数、以及所用介质膜的折射率对光子能带和光场分布有显著的影响。通过对上述各种因素的综合考虑,设计了三种不同结构的三维光子晶体光刻模版。通过光刻和刻蚀等半导体工艺,在制备的一维光子晶体上刻蚀出不同结构的三维光子晶体。通过对不同工艺参数的反复实验,结合金相显微镜、激光共聚焦扫描仪以及原子力显微镜等实验观察,以了解制备不同工艺对三维光子晶体表面形貌的影响。