基于无磁性二维光子晶体设计了一种由直线波导及矩形谐振腔构成的类T型非互易性双通道滤波器。矩形谐振腔具有局域多频率电磁波且电磁波传播方向可调的特性，直线波导的结构尺寸决定了其对不同对称性电磁波的承载能力。利用矩形谐振腔和直线波导的特性实现了非互易性双通道滤波功能。实验结果表明：正向传输情况下，滤波器实现了中心波长分别为1534 nm和1574 nm，带宽分别为16 nm和8 nm的滤波传输，对应的插入损耗分别为0.4 dB和0.36 dB，通道间隔离度为33 dB和22 dB；反向输入情况下，电磁波对称模式的不匹配导致无法传输。这表明设计的双通道非互易滤波器滤波效果良好，在未来全光通信集成领域具有潜在的应用价值。

在完整的二维三角晶格硅中引入线缺陷和点缺陷，利用波导耦合和线性干涉，提出了一种基于光子晶体的全光半加器结构。半加器由波导分束器、全光逻辑与门和全光逻辑异或门组成。利用Rsoft软件，结合平面波展开法和时域有限差分法对所提半加器进行仿真研究。结果表明，所提半加器在波长为1530 nm时“进位”和“和位”端口的对比度分别为4.67 dB和10.77 dB，响应时间约为2.67 ps。为了提高“进位”端口的对比度，文中对半加器的结构进行了优化。优化后的半加器“进位”和“和位”端口的对比度分别为8.26 dB和15.34 dB，响应时间为3.67 ps，理论上可以达到0.273 Tbps的数据传输速率。所提出优化后的半加器具有较高的对比度，在全光信号处理系统和集成光路中具有重要作用。

采用二维光子晶体设计了一种可扩展的小型化准密集型八通道波分复用器结构。二维光子晶体是由硅介质柱在空气中按照三角格子周期性排列而成，通过设计直线主波导、下载腔和输出波导结构，利用腔和波导之间的耦合效应实现波长选择。所设计的腔由一个内柱和四个外柱构成，结构简洁，腔模式可通过内外柱的直径进行调控，实现多波长的选择，具有可扩展性。实现准密集型波分复用结构，八个波长分别为：1542.2，1544.2，1546，1548.2，1550，1552，1554.4，1557.6 nm，平均波长间隔为2.2 nm，插入损耗分别为-0.5，-0.25，-0.25，-0.7，-0.25，-0.5，-0.1，-0.1 dB，最大信道串扰为-12 dB。器件尺寸为19.8 μm × 11 μm，面积为217.8 μm²，实现了小型化、高透射和高隔离，为用于光集成奠定了基础。其中设计及分析通过COMSOL软件有限元方法完成。

设计了一种基于光子晶体的结构紧凑、损耗低、频带宽的三端口三光路光环行器, 该环行器由Y型光子晶体波导及配置在中心位置的磁光材料星形柱构成。通过对结构参数进行优化, 该结构可以分别实现194~196GHz、198.2~199.4GHz和197~197.6GHz三个频段内稳定的顺时针单向环行传输, 隔离度分别大于24、15.21和14.5dB, 插入损耗分别小于0.18、0.11和0.38dB。该环行器结构简单, 特别适用于结构复杂的光子集成系统, 同时可提高光路的抗干扰性和稳定性等。

设计了一种基于等离激元的具有对称双边耦合谐振腔的T形波分复用器, 与单边耦合的结构相比, 新结构由于对称谐振腔的相互耦合, 透射波振幅得到了加强, 因此系统的透射特性得到了一定的提升。对透射特性的分析采用模式耦合理论, 并且用有限元法(FEM)进行数值仿真。仿真结果表明, 此结构的各信道共振波长可通过改变结构的几何参数来调节, 同时对填充在谐振腔中的介质折射率有着较强的响应。两个端口处的透射峰波长分别为1310和1550nm, 透射率分别达到了67%和70%, 对于未来光通信和光子集成光路具有重要的参考价值。

提出了一种考虑温度影响的基于光子晶体的微压力传感器, 传感器由微压力传感和温度传感两部分构成, 其中微压力传感部分测量的是所处温度环境下的压力值。两部分传感器均利用波导和腔的耦合实现带阻滤波功能, 根据带阻滤波器的模式在所处温度下线性红移, 分别计算相应的温度值和该温度下的压力值, 并通过热光效应和热膨胀效应计算出温度对器件材料折射率的影响, 从而得到真实的微压力。文中对结构参数进行了优化设计, 实现了1.33 nm/μN的微压力灵敏度。