作为一种独特的信息载体,光在信息采集、传输与显示等方面具有显著的优点,但关于实现光存储的研究却相对滞后。对光信息进行存储和处理的传统做法是将光信号转换成电信号。然而,光电转换的速率受到了电子瓶颈的限制,这已经开始制约光信息技术的进一步发展。近年来,光子晶体慢光技术的出现给光存储与光控制带来了新的希望,使光缓存成为可能。此技术在未来全光通讯中的全光缓存、数据同步、光信号处理以及在惯性传感技术、量子计算等系统中都显现出重要的应用前景。因此,如何增大光子晶体慢光波导的延时与带宽、减小损耗已经成为当前光通信领域最重要的研究热点之一。　　本论文从光子晶体槽波导的结构特性出发,利用平面波展开和时域有限差分方法,对光子晶体槽波导中的慢光效应进行了详细的研究。通过分析光子晶体结构参数对于慢光色散特性、群速度和高阶色散的影响,提出了三种新型结构优化方案,分别可以实现增大慢光带宽、工作波长的动态可调、以及慢光的局域化。　　本文首先提出,通过移动光子晶体槽波导前两排空气孔的位置,可显著增大慢光带宽、减小高阶色散。计算结果显示,这种优化方案可以在很大的带宽范围内获得大群折射率的慢光,并且使群速度色散减小一个数量级。这种办法与其他优化方法相比而言,其最大的优点在于工艺上易于实现,而且优化结果对于工艺的误差不敏感,降低了对于工艺精度的要求。并且,慢光可以被很好地束缚在宽度为纳米量级的槽内,有效地加强了慢光与槽内低折射率物质的相互作用,使其可以用于实现小体积高灵敏度的各种全光器件。　　为了实现光子晶体慢光槽波导的动态可调,本文提出了一种基于液体渗透技术的后加工方案。该方案利用微流控技术在空气槽中填入液体,仅依靠动态的改变液体的折射率,即可使光子晶体慢光槽波导的工作波长范围从C波段覆盖到L波段。这种后加工过程不仅可以根据不同的应用环境独立地调整光波导的工作波长,实现波长的动态可调;并且可以在器件成型后对其光学特性进行调整,降低了对制作工艺精度的要求。　　本文进一步采用光子晶体楔形槽波导结构实现光局域化。该方案通过改变光子晶体槽波导中空气槽的宽度来改变导波模式的色散特性。当空气槽宽度沿纵向的减小足够平滑时,导波模式的色散曲线将向低频方向平移并保持形状几乎不变,对应的截止频率也随色散曲线移动。也就是说,入射光的群速度依赖于空气槽的宽度,随着入射光沿波导向前传播,光的群速度将逐渐减慢,当入射光的频率接近光子晶体楔形槽波导某点的截止频率时,光的群速度将在该点附近趋近于零,所以不同频率的光将在光子晶体楔形槽波导内的不同位置实现群速度减慢甚至“停滞”,类似于“trapped rainbow”。此外,基于这种光子晶体楔形槽波导,还可以通过结构参数的优化实现慢光的色散补偿,为实现无高阶色散的超宽带慢光提供了可能。