光子晶体是一类对光场具有超常调控性能的人造周期性介电结构。近些年,随着拓扑光子学的兴起,由光子晶体实现的光子拓扑态凭借其受拓扑保护的鲁棒特性,在各类光子器件研究与设计中得到了广泛应用。本论文扩展了拓扑光子界面态的研究,从理论推导和数值模拟出发,利用各种拓扑界面态对光的传输特性,结合光子晶体带隙的反射相位与其能带拓扑性质的内在联系,设计构建了多种光学拓扑微腔,发现了新的物理现象,并提供了多种光学微腔的调节手段。同时,相关的理论设计也被推广到光通信频段,利用实际可加工的硅基平板光子晶体设计了光波导、光学拓扑角态以及光学拓扑微腔结构,为进一步利用拓扑光子学对集成光学器件的开发提供了设计和思路。具体研究内容如下:（1）将拓扑光子学的研究拓展到了法布里-珀罗（F-P）微腔的设计上,利用拓扑界面态结构作为腔内光波传播的媒质,以及将光子带隙材料设计为腔反射镜。首先,利用Zak相位与光子带隙的关系,为光子晶体设计调控其反射相位提供了理论指导。对一般的拓扑界面态,与传统F-P微腔有一一对应的关系,但光子晶体反射镜反射相位的引入,为腔模频率调控提供了新的自由度。我们进一步研究了界面态色散与腔模的关系。特别是利用谷自旋霍尔效应,设计了具有线性色散关系的光学拓扑微腔Ⅱ和具有二次型色散关系的基于Zak相位的确定性界面态设计的光学拓扑微腔Ⅰ进行了对比。光学拓扑微腔Ⅱ中出现了特殊的0阶模式,处于这一模式下的电磁波在微腔Ⅱ中的传播不产生相位累积,是一种全新的F-P模式。这种模式完全由线性的界面态色散关系决定,是拓扑界面态所特有的。0阶模式的频率不受腔长的影响,且其品质因子可以由光子晶体镜的厚度调控,为今后的光学设计提供了崭新的思路。（2）利用平板光子晶体结构,将二维的理论设计推广到三维实验可实现结构,为光通信频段构建拓扑光子器件提供了设计方案。通过理论分析,发现在硅平板挖三角孔来构建光子晶体结构,可以实现与二维光子晶体完全相同的拓扑物理机制,并基于光学谷自旋霍尔效应（打破晶格内反转对称性）和光量子自旋霍尔效应（晶格伸缩变形）分别构建了单向传输的拓扑界面态。通过紧束缚模型分析,研究了同时具备这两种物理机制时,对界面态色散关系的影响,在打开的界面态色散中还出现了拓扑角态。同样的,光学拓扑微腔设计也完全扩展到了三维结构,在光通讯波段也在仿真实验上观察到了 0阶腔模等有趣的现象。本论文通过理论推导,结合数值模拟实验,依托拓扑物理为新型光学器件设计提供了思路和方法。以设计可调谐的光学拓扑微腔为目的,并结合其它光子器件的构建,相信可以对进一步的光学应用集成提供帮助。