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。

为实现非互易光传输的主动控制，提出了一种基于石墨烯光子晶体和磁光半导体材料的结构，通过对磁光半导体外加磁场，打破时间反转对称，获得了非互易的磁Tamm态等离子体激元(MTPP)。通过分析不同条件下的透射谱，研究了结构参数、外加磁场，以及石墨烯化学势对MTPP的影响。结果表明，通过调控外加磁场和石墨烯化学势，可以实现单向光传输的主动控制以及正、反双向光传输的灵活转换。该结构及其调控方法在光二极管和光开关等应用领域具有潜在的应用价值。

设计了一种基于二维光子晶体波导旁侧Fano微腔的全光二极管结构, 实现光的单向传输。其关键技术是在光子晶体波导中采用简单反射层打破Fano微腔结构上的空间对称性, 使得反射层两侧波导与微腔耦合效率不对称。两侧波导入射光激发微腔非线性克尔材料所需的光强阈值不同, 从而实现单向导通功能。通过有限时域差分(FDTD)方法对其传输特性和性能进行了数值仿真和分析, 研究发现：该结构在较低的光强阈值下可以实现正向导通、反向截止的全光二极管效果; 该结构具有超快的响应时间, 达到皮秒量级; 该结构具有较高的最大透射率(达到90%)和较高的正反透射比。基于光子晶体结构的设计使得该器件可以具有很好的工作波长可调特性, 并易于在目前半导体工艺基础上进行制作以及与其他器件集成。