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与普通的介质光子晶体相比，金属光子晶体具有更大的光子带隙，因此作为光子晶体带隙材料应用在谐振腔、波导、滤波器等器件上有更大的优势。而且金属光子晶体TM模式的能带图中存在截止频率，导致出现从零开始的带隙。光子晶体的表面模式是在光子晶体与介质（一般为空气）之间的界面上形成的一种表面波，可以用于实现生物传感器、表面慢光、表面谐振微腔和光子晶体表面波导等。在金属光子晶体表面激发的表面模式可能会出现一些新的性质。一般来说，金属光子晶体的表面态比较难激发，而且目前关于金属光子晶体的表面态研究还比较少，因此将对金属光子晶体的表面态进行一些研究。本文先用传输矩阵法研究了一维金属—介质光子晶体的光学Tamm态，然后用传输矩阵法研究金属一光子晶体—金属结构的光学Tamm态的耦合，最后用有限元法研究了蜂巢晶格的二维金属一介质光子晶体的表面模式。本文研究的内容主要有: 1.通过传输矩阵法求得一维金属—介质光子晶体的光学Tamm态的色散方程，然后利用数值方法配合MATLAB编程计算出该方程的数值解得到色散模式。对于TE波，在最下面的从零频率处起始的带隙里，两个序列都没有Tamm态出现。在高一点的第二个带隙里，只有BABA……序列才会有Tamm态出现，且色散曲线接近直线。对于TM波，在最下面的带隙中两个序列都没有Tamm态出现。而在第二个和第三个带隙中，两个序列都有相应的Tamm态出现。这些模式中比较特别的是，ABAB……对应的Tamm态的色散曲线随着kx增加而上升最后变为一条水平直线。调整结构参数后，光学Tamm态仍有类似的的性质。 2.设计了一个金属层—一维光子晶体—金属层的结构研究两个光学Tamm态的耦合，利用传输矩阵法计算得到它的透射谱。透射谱中存在一对间距很小的孪生透射峰和其它一系列分离透射峰，而这对孪生透射峰就对应于两个光学Tamm态耦合形成的耦合模式。通过改变一维光子晶体的层数或者改变入射波入射角度可以调节耦合模式的两个频率的位置;通过调节一维光子晶体的层数，在入射角度不大的情况下可以控制耦合模式的频率间距。根据Tamm态的耦合模式的这些性质可以实现可调的双频滤波器。 3.为了使光子晶体同时支持TE和TM模式的表面模式，根据三角晶格的金属光子晶体在两种极化方向都存在简并点的特点，设计了新颖的由介质圆柱和金属圆柱交替排列的蜂巢晶格光子晶体。通过有限元法和超胞技术，求得该结构中存在的表面模式。在包含金属圆柱的zigzag边界上，只有在TE模式的表面模式才能被激发，然而在包含介质圆柱的zigzag边界上，两个极化方向都可以激发表面模式。通过引入表面缺陷，两侧的zigzag边界在两种极化方向都可以激发表面模式，并且可以通过改变缺陷介质圆柱的半径进行调节。因此可以实现同时支持TE和TM模式的表面模式的光子晶体。