随着计算机和计算方法的飞速发展,几乎所有的科学都趋于定量化和精确化。电磁场时域有限差分法(FDTD)被提出后,用时域方法求解麦克斯韦微分方程是简单高效的求解方法之一,同时也不断地向工程技术领域渗透。为了准确地模拟其电磁特性,保证解的稳定性,时间空间步长需相应地取得很小,这就使计算量猛增。随着硬件技术的发展,图形处理器(GPU)的实际浮点运算性能远远超过同期的CPU。利用图形处理器进行通用计算,实现对数值计算的加速,已成为计算图形学与高性能计算领域的研究热点。利用GPU实现FDTD并行计算,加速了光子晶体的数值模拟,具有一定的意义。本文分析了基于GPU的CUDA统一计算设备构架。在此基础上,从FDTD离散方程出发,按照CUDA编程模型实现了对FDTD计算任务并行分解。针对GPU并行计算特点,将数值计算从CPU转移到GPU上,实现了基于GPU的2D-FDTD并行计算。通过优化线程结构和存储结构,加速比能够达到14倍左右,取得了很好数值计算加速。本文推导了含有色散介质的FDTD方程,初步研究了含有电磁诱导透明(EIT)介质光子晶体的相关特性。通过设计一维光子晶体以及二维光子晶体,在光子晶体缺陷结构中掺入EIT介质,利用色散GPU-FDTD进行数值模拟,分析了材料色散对光子晶体禁带和缺陷模的影响。数值模拟结果表明:加入EIT介质后,导致了缺陷模式的增加,同时缺陷模的频带宽度也变得更窄;改变控制光光强,EIT色散特性发生改变,导致缺陷模的频率也发生了平移。利用EIT对缺陷模的影响特性,设计了一维光子晶体开关和二维光子晶体滤波器,并探讨了色散光子晶体在光通讯领域中的应用。