通过构造含石墨烯缺陷光子晶体结构模型( $ {\rm{ACG}}^{K_1}$CB)^NCG^KC( ${\rm{BCG}}^{K_2} $CA)^M，利用传输矩阵法理论和计算机模拟仿真的方式，研究了石墨烯缺陷对光子晶体光吸收特性的调制作用。当光子晶体中引入石墨烯缺陷后，光子晶体的光吸收率增强，并出现明显的窄带吸收峰。随着周期数M或K₂增大，光子晶体的光吸收率增强，当M=6时吸收率达到96.55%，当K₂=4时吸收率达到43.30%，而且吸收峰随M增大向短波方向移动，但随K₂增大向长波方向移动。随着周期数K增大，光子晶体的光吸收率先增大到极大值后再减弱，且吸收峰向短波方向移动。随着A介质层（硅单质）厚度d_A的增大，光子晶体的光吸收率增强，当d_A=178.25 nm时吸收率达到48.54%，且吸收峰向长波方向移动；随着B、C介质层（分别为四氯化碳和砷化镓）厚度d_B、d_C增大，光子晶体的光吸收率减弱，当d_B=178.25 nm时吸收率为33.12%，当d_C=155.25 nm时吸收率为25.89%，且吸收峰向长波方向移动。随着光入射角θ增大，光子晶体的光吸收率先增大到极大值后再减弱，且吸收峰向短波方向移动。研究结果表明石墨烯缺陷对光子晶体光吸收特性具有很好的调制作用，为新型光学吸收器、滤波器和全反射器等材料研究和选择提供理论参考。

为研究和设计高品质、高性能的光学滤波、光学放大、光学衰减和全反射镜等器件，通过计算模拟的方式，研究两端对称复缺陷对光子晶体C(AB)ⁿ(BAB)(BA)ⁿC光传输特性的激活效应，研究表明：在对称结构光子晶体的两端置入缺陷C，当缺陷C为实介质时，光子晶体透射谱中出现多条透射率为100%的分立透射峰。当C中掺入具有增益放大效应的杂质形成含负虚部的复折射率缺陷时，透射谱中各分立透射峰的透射率均出现增益放大现象，而且缺陷层复折射率的虚部或实部对透射峰的增益放大倍数均具有调制作用，随着缺陷层复折射率的负虚部或实部增大，透射增益放大倍数先增大，达到极大值后再减小，增益放大倍数最高达可达10⁴数量级。当C中掺入具有衰减效应的杂质形成含正虚部的复折射率缺陷时，透射谱中各分立透射峰均出现透射率衰减现象，而且缺陷层复折射率的虚部或实部对透射峰的衰减倍数也具有调制作用，随着缺陷层复折射率的正虚部增大，各分立透射峰的透射率不断衰减，直至透射率趋于零，出现全反射或全吸收现象。两端对称复缺陷对光子晶体光传输特性的调制规律，可为新型光学器件的研究与设计提供理论参考。

为研究与设计新型光波导和光学传感器，通过参数匹配，并利用平面波展开的传输矩阵理论及布洛赫定理，研究左右手材料光子晶体的能带结构、表面波局域电场分布等，结果表明：零平均折射率左右材料光子晶体能带中存在的半封闭状和封闭状禁带结构，且通带中的能级曲线由高频向低频方向振荡衰减并简并。添加表面覆盖层介质后，部分半封闭状及封闭状禁带中出现正向波和反向波分立能级，分立能级随覆盖层厚度增大向波矢减小方向移动，半封闭状禁带中的分立能级在覆盖层厚度达到一定数值时出现分裂现象。禁带中正向表面波局域电场极大值均处于覆盖层与光子晶体表面交界处附近，并随覆盖层厚度增大或远离交界处而衰减，封闭状禁带对应的局域电场极大值对覆盖层厚度的响应灵敏度弱于半封闭状禁带。禁带中的反向表面波局域电场及其极大值均处于光子晶体内部，而且随覆盖层厚度增大而增强，封闭状禁带对反向表面波的局域限制作用、表面波与入射光的耦合作用、局域电场对覆盖层厚度的响应灵敏度等强于半封闭状禁带。