全光缓存是未来实现全光网络必不可少的技术,在全光交换系统中占据着举足轻重的地位。光子晶体的概念提出之后,因其独特的结构和禁带特性可以用于设计全光缓存器,为未来全光网络的实现开辟了新道路。应用基于缺陷光子晶体波导的慢光技术,在传输及高速信号交换等领域有广泛的发展前景。本文主要针对二维光子晶体能带分布特性、慢光特性和传输特性进行了分析研究。基于数值计算方法,研究不同结构二维光子晶体能带的带隙分布特征；通过对结构的能带色散、群速度分布及群速度色散等波导参数的计算,分析光子晶体缺陷波导的慢光特性以及缺陷介质柱对慢光性能的影响；然后研究频率落在禁带内外的光波在二维光子晶体中的传输特性,计算不同光子晶体缺陷结构的透射谱；最后对耦合腔光子晶体波导结构的慢光特性进行分析,设计了具有高带宽和低群速度的新型耦合腔慢光波导结构,并验证结构具有优良的传输特性。本文围绕二维光子晶体慢光波导结构及性能开展了深入的研究。完成的主要工作如下：(1)通过平面波展开法(PWE)分析几种常见的完整二维光子晶体结构的能带特性。基于超晶胞算法编程计算出缺陷光子晶体波导结构能带分布与慢光特性,程序适用于任意缺陷结构；改变程序的相关参数设置进而分析了缺陷介质柱的结构参数对慢光特性的影响；利用光子晶体的结构特性以及平面波展开算法的任务可拆分性,将程序改写成可以在并行多进程环境下运行,大幅减少运算时间。(2)运用时域有限差分算法(FDTD)实现二维光子晶体结构计算程序,可用于分析任意缺陷结构；研究禁带内外光波在完整光子晶体中的传输特性；实现禁带频率内光波在缺陷结构内部的传播模拟,验证光子晶体的局域特性；最后,建立光子晶体能流密度与透射率计算模型,计算不同缺陷结构的透射率,获得结构的透射谱曲线。(3)研究光子晶体耦合腔的相关特性并设计出一种新型的耦合腔波导结构。对该耦合腔的相关结构参数进行了详细的分析与优化,结果表明：通过合理选取参数,不仅可将光群速度低到0.03c(c为真空下的光速),而且器件的有效波长范围接近20nm。最后模拟不同波长的入射光在光子晶体耦合腔波导中传输场分布,证明结构参数优化后的光子晶体耦合腔波导仍然具有良好的传输特性。