波分复用技术是全光纤网络通信的常用技术，在光纤到户（FTTH）系统中有着重要的作用。传统的波分复用器件损耗较大，传输稳定性也不是很理想，进一步减小损耗、提高稳定性也受到诸多限制。光子晶体波导具有传输速率快、损耗率低、稳定性好等特点，可满足日益增长的信息传输的要求。另外，光子晶体的主要特点是设计灵活，通过改变其结构和参数，可方便地制备各种类型光波导及各类新型的光学器件。因此，研究出尺寸集成化高、设计简单、透射率高的新型光子晶体波导波分复用器成为当今的热点和趋势。本论文首先利用两平行光子晶体波导定向耦合和解耦合特性设计和优化了两种波分复用器：三波长波分复用器和四波长波分复用器；接着将两平行光子晶体波导定向耦合特性和多模干涉的自映像效应结合，设计和优化了一种新型的三波长波分复用器。具体工作如下：1、提出并研究了一种三波长光子晶体波导波分复用器基于两平行光子晶体波导定向耦合和解耦合特性，实现了三个通信波长（1310nm、1490nm、1550nm）的光波的分离，通过改变耦合区域介质柱尺寸，实现了对器件透射率的优化。该波分复用器尺寸为23μm×9μm，可以实现1310nm、1490nm、1550nm的透射率分别高达86%、87%、85%，充分体现了结构简单、尺寸小巧、系统可靠性高的设计理念。2、提出并研究了一种四波长光子晶体波导波分复用器基于两平行光子晶体波导定向耦合和解耦合特性，实现了四个波长（1310nm、1490nm、1550nm、1670nm）光波的分离。通过耦合区域介质柱尺寸、在输入口添加介质柱、添加耦合通道的方法对器件进行优化。该波分复用器尺寸为44μm×18μm，可以实现1310nm、1490nm、1550nm、1670nm的透射率分别为95%、87%、82%、96%，对应的隔离度分别为19.7dB，15.4dB,13.1dB,19.8dB。与之前所设计的三波长波分复用器相比，该器件的透射性能和隔离效果都得到进一步的优化。3、提出并研究了一种多模光子晶体波导三波长波分复用器将三平行光子晶体波导耦合结构和两平行光子晶体耦合结构组合设计了一种新型多模光子晶体波导波分复用器，并通过改变耦合区域介质柱尺寸对其进行了优化。该器件的尺寸仅为43μm×10μm，可以实现1310nm、1490nm、1550nm的透射率分别为92%、90%、84%。和第一种波分复用器相比，该器件设计过程相对复杂；但在参数相同和优化方法一致的情况下，该器件的透射性能的表现更加优秀。