1987年，Yablonovitch和John同时提出光子晶体这一概念，Yablonovitch指出有可能实现光子频率带隙和局域缺陷模及许多光电技术方面的应用，John则讨论了在无序光子晶体中的电磁波的强烈局域现象，并预言在光子晶体中存在许多有趣的量子光学现象，诸如光子局域态，自发辐射的非指数衰减。自从光子晶体这一概念提出至今，人们研究的焦点就一直关注于设计和制造光子晶体，利用其特有的性质使其在光通信器件应用方面发挥作用。 光子晶体的带隙结构是描述光子晶体的重要特性之一，也是光子晶体应用开发的基础，因此，对光子晶体的禁带特征及其传输特性的研究是对光子晶体进行基础性研究的重要内容，对人们认识及开发利用光子晶体都具有极为重要的现实指导意义。 光子晶体根据空间结构不同，可以分为一维光子晶体、二维光子晶体和三维光子晶体。目前，对一维、二维光子晶体的研究很多，三维光子晶体则由于其结构复杂、理论计算量大、制造困难等原因，人们对其的研究分析相对较少，然而由于三维光子晶体在制造光通信器件方面有巨大的应用价值与潜力，因此光子晶体如果要进一步实现实用化，真正应用于光通信领域，对三维光子晶体的传输特性就必须进行理论和试验的探索，这对于推动光子晶体光器件的设计和制造等方面具有重要的意义。与三维光子晶体相反，一维光子晶体结构简单、计算难度小、制造方便，很可能是未来全光通讯的关键材料。对一维光子晶体的禁带特征和传输特性的研究必定会有利于人们更好的了解和利用光子晶体。 本文采用传输矩阵法(TMM)对一维多层介质光子晶体和三维面心立方结构光子晶体的光子带隙和传输特性进行了研究。传输矩阵法(TMM)计算量小、操作方便、可以快速的得到光子晶体的能带结构和透射谱线。 在对一维多层介质光子晶体的数值计算中，分析讨论了介质层排列顺序、介质折射率及介质层几何厚度等因素对一维多层介质光子晶体禁带的影响，并且利用一维多层介质光子晶体因其介质层排列顺序不同可产生相互错开的光子禁带这一特点，设计了一种新型的一维光子晶体滤波器，这种滤波器是通过将两个介质层排列顺序不同的一维多层介质光子晶体叠加而成，通过对其滤波特性的研究分析，证明这种一维多层介质光子晶体滤波器具有很好的窄带滤波特性，可用于DWDM及其他光通信系统。在对三维面心立方结构光子晶体进行研究分析后发现，有损介质、掺杂激活元素以及晶格个数N等因素都会对三维面心立方结构光子晶体的传输特性产生影响。当在三维面心立方结构光子晶体中引入面缺陷后，其透射谱线发生改变，从而说明缺陷对三维面心立方结构光子晶体传输特性的影响，进一步的研究表明由于引入缺陷而产生的缺陷模的特性与缺陷介质球的半径r、缺陷介质球的介电常数ε、缺陷出现的空间位置及电磁波的入射方向等诸多因素有关。上述的这些研究内容必将有助于进一步推动光子晶体在光通信及其他相关领域的应用和发展。