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光子晶体因其色散关系的多样性,能够在与工作波长可比拟的尺度范围内实现对光传输的多样控制,因此光子晶体器件有望在未来的集成光路（即光子芯片）获得重要应用。在过去十几年,基于光子晶体的微米尺度光器件已成为一个国际研究热点。本论文利用平面波展开法和时域有限差分法进行数值计算,利用光子晶体所特有的光束自准直现象,围绕自准直光束干涉效应这一国际前沿课题,提出和设计了几种新型二维光子晶体滤波器。主要研究工作和成果如下:1.设计分析了两种基本类型的光子晶体（介质圆柱和空气圆孔）中的自准直光束全反射器和分束器。全反射器有两种构成方式:利用光子晶体禁带以及空气边界来全反射;分束器利用空气沟或者利用线缺陷来完成。通过这些器件能够灵活控制光束直角转弯和1:1比率的分束。2.运用自准直光束之间的干涉原理,设计了光子晶体自准直Mach-Zehnder（MZ）干涉仪。主要包括介质圆柱和空气圆孔两种类型,系统研究了它们的滤波特性。在自准直频率范围内,两个输出端口的透射谱均呈正弦形且互补,透射峰随着两干涉臂的光程差增加而向低频移动。一组等频率间隔的自准直光束可经MZ干涉仪滤波为两组频率间隔倍增的光束。可用于光子芯片波分解复用器或interleaver。3.利用自准直光束垂直相交无串扰的特性,设计了折叠式MZ干涉仪。系统研究了它的特性。这个结构不仅有上述MZ干涉仪的性质,而且其光出口和入口在同一侧,为将来器件的使用方便创造了有利条件,同时有效地减小了器件尺寸。4.通过在光子晶体中加液晶设计了可调MZ干涉仪,系统研究了它们的滤波特性,透射峰随着液晶的有效折射率neff增加而向低频移动,最大透射峰调节范围大于相邻透射峰间距。此干涉仪可用于可调式的波分解复用器或interleaver。5.设计了基于自准直干涉效应的两种类型光子晶体（介质圆柱和空气圆孔）Michelson干涉仪并系统分析了其滤波特性。透射峰随两干涉臂的光程差增加而向低频移动,当一系列等频率间隔的自准直光束同时入射进被Michelson干涉仪分成从两个出口出射的两组光束,出射光束的频率间隔变为入射时的两倍。本文的创新点:利用光子晶体特有的自准直现象以及自准直光束之间的干涉效应,首次提出并设计了光子晶体自准直非对称式、折叠式和可调式Mach-Zehnder干涉仪滤波器以及Michelson干涉仪滤波器,这几种新型的干涉仪滤波器工作波长范围较大、制造简单、尺寸可小至几十个工作波长,因此可以用在未来的光子芯片当中。