构建了一种三层混合光子晶体等离子体激元结构，分别为金属银(Ag)层，低折射率二氧化硅(SiO2)层和二维光子晶体层。这种混合光子晶体等离子体激元结构具有明显的横磁模(TM)模式带隙。在二维的光子晶体层的中心引入一个单元胞缺陷，形成缺陷腔结构。这种纳米尺度的光子晶体等离子体微腔的体积远小于传统介质的光学微腔，光子能量可以很好地被局域到低折射率层，实现了深亚波长尺度下的对光的限制。通过改变该混合光子晶体等离子激元结构的参数，利用三维时域有限差分(3D-FDTD)方法，分析了这种混合光子晶体等离子微腔结构的光学特性。分析表明：这种纳米微腔具有极小的模式体积0.0141 (λ/n)3和高的Q/V值。

构建以SiO2介质为基底，周期为1000 nm的高分子聚合物光子晶体，表面沉积高折射率介质覆层。建立了光子晶体生物传感器反射峰值波长与有效折射率间的关系。采用严格耦合波法(RCWA)理论分析了光子晶体传感器红外窄带反射谱特性，当光子晶体表面吸附介质的浓度变化时，有效折射率随之变化，导致反射峰值波长漂移。因此，可根据光子晶体生物传感器的反射峰值波长的漂移量获得表面吸附介质的分布特性。研究了生物传感器光子晶体表面覆层介质的折射率、厚度和填充比对反射特性和反射峰值波长漂移灵敏度的影响。结果表明，选择合适的覆层参数可提高光子晶体生物传感器的灵敏度。