近年来,许多科学家提出了“全光网”的概念,采用光信号承载信息在全网络中进行传输,光信号在整个网络中实现信息的高速传输和交换,数据信息从开始到最后的整个传输过程中始终使用光信号,在整个传输过程中没有光电器件,从而取代传统的电信号。与传统的集成电路系统相比,集成光学系统具有更高的集成度,更大的频带宽度,更低的损耗,极小的信号延迟。因此,集成光学系统越来越受到人们的关注。众所周知,电子二极管是电子电路基本的电子元件。相似的,光二极管也是集成光学系统的基本光学元件。为了实现光二极管,许多单向光学传输系统和不对称光学传输系统被人们所提出和研究。本文第一部分我们设计并制作了一种光栅-光子晶体复合结构,利用衍射光栅改变入射光的波矢方向,通过光子晶体方向禁带对入射光波矢进行方向选择实现了单向光学传输。本文第二部分设计了一种金属-介质复合结构,利用受激发的SPP在不同介质中耦合条件不同,在波长1455 nm到1520 nm范围内得到一个单向的光学传输。通过对多种复合结构进行分析,验证了单向光学传输的物理机制。本文主要工作如下：1.光栅-光子晶体复合结构中单向光学传输本文设计了一种光栅-光子晶体复合结构。入射波长在1355 nm到1470 nm处实现了单向光学传输。对于从正向入射的平面波,入射光可以通过光栅-光子晶体复合结构,透射率在波长1360 nm可以达到95%；相反的,对于反向入射的平面波,入射光无法通过光栅-光子晶体复合结构,透射率接近于0。2.光栅-光子晶体复合结构中单向光学传输的理论分析与实验实现通过对光子晶体进行能带计算,在波长在0.4086a/入到0.4428a/入之间,存在一个T-X方向禁带。对于T-x方向入射光,无法通过光子晶体,而对于r-M方向入射光,可以通过光子晶体。利用衍射光栅改变入射光波矢方向,通过光子晶体方向禁带对入射光波矢进行方向选择,最终得到单向光学传输。实验上利用电子束刻蚀技术制作样品,在波长1355 nm到1375nm处验证了单向光学传输。3.金属-介质“T”形复合结构单向光学传输本文设计了一种由Ag纳米颗粒阵列和Si纳米颗粒阵列构成的金属-介质复合结构。在波长1455 nm到1520 nm处实现了单向光学传输。对于正向入射的平面波,入射光可以通过金属-介质复合结构,透射率在波长1520 nm处达到最大；对于反向入射的平面波,入射光无法通过金属-介质复合结构,入射光被完全反射。4.多种复合结构不对称传输通过分析“T”形复合结构单元和单排“T”形复合结构的场强分布,解释了单向光学产生的原因。正向入射时,受激发的SPP可以耦合到介质纳米颗粒中进行传输；后向入射时,受激发的SPP将会在空气中指数衰减,无法进行传输。更多的,通过分析分离的“T”形结构和“H”形复合结构验证了单向光学传输产生的物理机制。这种金属-介质复合结构为设计类光二极管提供了一种新的简单的方法。