光子晶体是从二十世纪八十年代发展起来的一门新兴学科,它集光学、电磁学、材料学、能带学于一体,利用其拥有的禁带及缺陷等特性,在信息传输领域异军突起,吸引了来自各行各业的科研人员对其进行深入研究。光子晶体最大的特点便是其拥有的能带结构,这使得它具有频率选择的特性。也正因此,光子晶体自提出至今,已取得了巨大的成就,成为全世界所关注的焦点。一直以来,高频结构中杂模的存在,对器件的工作产生了极大的负面影响。如何消除杂模,使高频结构工作在单模下一直是人们所关注的问题。而且,随着器件频率和功率水平的进一步提高,传统高频结构会出现诸如金属损耗过大、非工作模式振荡剧烈、电子注通道缩小和功率容量受限等无法解决的困难。光子晶体由于其拥有的频率选择特性,为解决高频结构的困难提供了可能:将光子晶体加载到微谐振腔中,可以获得极高的品质因数,并且实现了谐振腔的单模工作;用光子晶体取代传统波导的金属外壳,可以解决因频率升高而导致电磁波衰减加剧的问题,从而提高波导的传输性能;通过合理加载光子晶体,使高频结构在高次单模下工作,这就为解决尺寸共渡及功率受限问题提供了可能。本论文首先介绍了光子晶体的概念及分析方法,并结合平面波展开法计算出几种光子晶体的能带结构。然后,根据所得的能带结构图,设计了几种工作于低次单模或高次单模下的谐振腔。最后,我们将光子晶体加载到矩形栅慢波结构中,成功实现了慢波结构的单模工作。