为了进一步提高光通信系统的传输容量，提出了一种基于光子晶体的 2波长×3模式混合复用／解复用器，该器件由 3个组合谐振腔、3个波长选择反射微腔、羊模波导、多模波导和雏形渐变搞合波导组成。采 用组合谐振腔和波长选择反射微腔的结构实现滤波，利用非对称平行波导的结构实现模式转换。应用时域有恨差分法进行了仿真分析，结果表明．该器件可以实现 1530 nm TE0模、1530 nm TE1模、1530 nm TE2模、 1550 nm TE0模、1550 nm TE1模和 1550 nm TE2模 6个信道的波分 模分复用和解复用，其插入损耗〈0.127 础B，信道串扰〈一15.19 础 B。

选取高品质因数的圆弓形散射元微腔构建耦合波导，通过改变散射元参数和耦合腔散射元平移等方法，得出光子晶体耦合腔波导结构的慢光变化规律，并实现很好平带下的极高群折射率。模拟结果显示，不同微腔个数的耦合波导，通过调整短轴/长轴之比和散射元平移等方式，不仅可以获得各种平带慢光曲线，还可以获得群折射率从4.10×104到1.35×105的超低慢光结构。

Silberberg等利用三芯耦合光波导的暗态现象,实验研究了非线性对相干布居囚禁量子效应的影响。 然而,对该三芯耦合波导中的非线性传输特征数值计算的研究表明,相干布居囚禁与光波导的非线性自囚禁 两种效应都可以导致波导中暗态的产生,当两种效应同时作用时,则导致暗态现象的破坏。因此,仅从暗态的 变化研究非线性对相干布居囚禁的影响是不完备的。在相干布居囚禁的理想条件下,非线性影响暗态的阈值功 率趋于无穷大,这意味着理想相干布居囚禁量子效应不受限于系统的非线性效应。

分析了多光子晶体谐振腔的并联耦合模理论，并根据该理论设计了单通道光子晶体侧面耦合波导以实现光子晶体器件与光源间的高效耦合。理论研究表明并联谐振腔的耦合效率与谐振腔数量、间距以及品质因子相关。经优化耦合面积和耦合效率，最终选择了5个谐振腔并联作为单通道侧面耦合波导的耦合部分。通过设置谐振腔间距改变其对称性，从而实现侧面耦合波导的单通道传播。在1.55 μm工作波长下，单通道侧面耦合波导的耦合效率可达94.49%。

提出了在完整三角晶格光子晶体中引入两线缺陷构成的耦合型波导结构。通过分析谱带形对不同结构参数的依赖关系，在最优化的光子晶体耦合波导中，找到了一种独特的、群速近似为零的谱带。通过对波导宽度的啁啾实现了不同频率光的色散补偿，最终得到了带宽为13.24 nm、平均群折射率为28的宽带理想慢光，并进一步采用二维时域有限差分(FDTD)算法进行了验证。数值分析结果表明，高斯脉冲在耦合波导中传输后的相对时域展宽低于10%。

通过二维方形与二维三角晶格光子晶体光纤能带的对比，选取二维三角晶格作为研究对象。介电常数的周期性在光子晶体中可以形成特殊的光子禁带，进而控制光子的运动状态。基于此，提出了一种单线缺陷光子晶体波导结构，通过分析其含有线缺陷时的能带结构及其色散关系、对群速度的影响等，使其有效慢光区域的 GVD位于 105~106量级。通过动态变化介电常数和晶格半径，实现动态可调的群速度，可以将群速度动态调节到 0.1c以下，同时仿真验证了影响群速度改变的根本因素为缺陷带频率的变化。

暗态效应被广泛应用于量子信息处理。通过纤芯结构的设计,在三芯耦合波导中实现了该量子效应,并数值研究了非线性对暗态的影响。研究发现,在几个耦合长度内,当波导1中的输入为归一化功率等于1的低能量光脉冲时,波导2与3中没有光传输;当入射光的归一化功率增大到1 000时,波导2与3中依然没有明显光传输,且对比度超过4个数量级。然而,后者的非线性效应已很显著。计算分析表明,非线性效应本身即可在三芯耦合波导中产生暗态效应,实验观测到的暗态消失不能归结于“非线性对暗态成立条件的破坏”,更不能从暗态的变化来定量研究非线性对暗态的影响。