1987年Yablonovitch和John开创性地提出光子晶体这一新概念，Yablonovitch指出了有可能实现光子频率带隙和局域缺陷模以及许多光电技术方面的应用，John则讨论了在无序光子晶体中电磁波的强烈局域现象，并预言在光子晶体中存在许多有趣的量子光学现象，诸如光子局域态、自发辐射的非指数衰减。自从1987年以来，许多研究人员试图去实现光子晶体中的光子频率带隙和局域缺陷模以及其它一些光学特性。由于光子晶体是人造晶体，因此设计和制成光子晶体，就成了研究的焦点。人人往往借助计算机进行精确的计算，来设计光子晶体结构。并致力于制造出新的光子晶体并测量它们的特性。 这篇论文研究了一种控制多能级原子自发辐射的方法。由于光子晶体具有不同于真空中的光子态密度，原子和光子带隙材料便发生相互作用，这样便可以控制原子的自发辐射。改变原子上能级与光子禁带边缘的相对位置、材料中的光子态密度或原子初态都可以控制原子的自发辐射。 本文先从一般理论出发，对光子晶体中两能级原子的自发辐射特性进行了研究。通过原子上能级与光子频率带隙边缘的相对位置或者光子态密度，可以抑制或增强原子的自发辐射。分析并得到了一些奇异的现象，如自发辐射的谐振子行为、光的局域、单光子—原子局域态、上能级中存在非零稳态原子布居数、类似于真空中的拉比频率分裂等。在光子晶体中引入缺陷时，会出现局域缺陷态，可以用作高品质的微腔，也可用于频率过滤器以及单模激光。 然后以一维梳状光子晶体中原子的自发辐射为例进行深入研究。其性质除了依赖于原子上能级与光子频率带隙边缘的相对位置或光子态密度，还依赖于原子的空间位置与侧支距离。并对原子的自发辐射的其它特性进行了分析。 二能级毕竟是最简单的模型，故在最后，还对光子晶体中三能级原子的自发辐射特性进行了研究。结果表明，其自发辐射除了依赖于原子上能级与光子频率带隙边缘的相对位置或光子态密度外，还依赖于原子的初始状态。