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光子晶体被称作光子领域的半导体,因其周期性结构而产生的光子禁带特性和控光理论,光子晶体在光通信中具有广阔的应用前景,被认为是最有可能实现集成光路的材料。基于光子晶体能带理论、耦合模理论和缺陷模理论的光子晶体为光信息处理技术提供了广阔的研究平台,如无截止特性的光子晶体光纤,用于增强或抑制自发辐射的光子晶体微腔,光子晶体滤波器,光波分复用器和基于慢光效应的光缓存器件等。OCDMA技术作为实现全光通信的主流复用技术之一,目前发展仍处于实验室阶段而未实现商业化,其中的一个影响因素便是光编解码器的研究尚未取得突破性进展。目前OCDMA系统较为成熟的编码方案是基于一维光子晶体的FBG和光纤延迟线的结构,具有优良的波长选择和时延特性。但在光子晶体结构中,该二维编码器结构略显复杂,变址能力较弱,且不适于集成,而基于二维光子晶体器件所具有的选频和慢光时延特性能较好的符合2D-OCDMA编解码器的需要,从而为OCDMA编码方案带来了新的研究思路和方向。本文的主要工作在于研究二维光子晶体在OCDMA系统中的应用,尤其是对于OCDMA核心部件——光编解码器的实现研究。本文在详细介绍二维光子晶体能带理论的基础上,运用平面波展开法和时域差分有限法,研究了缺陷模式下的缺陷理论和耦合模理论,对线缺陷光子晶体波导、耦合腔波导以及点缺陷光子晶体滤波器的光信息处理能力进行详细分析和模拟仿真。以光子晶体波导和滤波器为基础,利用其选频和慢光特性,提出了一种基于光子晶体波导和多通道滤波器结构用于2D-OCDMA系统编解码的方案,并通过仿真分析其编码性能。所设计的光子晶体波导编码器通过缺陷谐振腔的滤波作用,把用户光信号按地址码序列切割成多个脉冲序列,完成对用户信号的谱域编码；同时由于光子晶体波导的慢光效应,缺陷谐振腔之间的距离起到光纤延迟线的时延效果,且微米量级微腔间距的时延可以达到纳米量级,对光信号进行时域编码。本文根据本实验室自行设计的二维OOC码集(19×19,3,1,1)中的一个码字{(6,5),(11,6),(2,8)},在谱域和时域构造光子晶体波导二维编码器,通过构建速率为2.5Gbps的双用户传输仿真实验验证其编解码特性。两个用户分别采用光子晶体波导编码器和FBG编码器,仿真结果表明,所设计的编码器编码性能与FBG的编码性能相当,编码效果都较为理想,在接收端能通过相关匹配正确地进行解码操作。