光子晶体是当前光学领域的一个前沿课题，设计具有特殊功能的光子晶体器件是光子晶体走向实际应用的基础。本文进行了可调谐光子晶体滤波器设计、可实现多波长二次谐波生成的光子晶体器件设计、实现单频率耦合三次谐波的光子晶体器件设计以及实现多波长耦合三次谐波的光子晶体器件的设计。主要工作如下：利用转移矩阵对一维可调谐光子晶体滤波器特性进行了分析。由于角度和电压调谐具有非力学和快速反应并且操作简单的特点，可以应用于光子晶体滤波器的调谐上。本文研究了缺陷光子晶体的局域态和外加电压的关系，结果表明，施加电压和缺陷态波长成线性关系。同时，从光波的入射角度方面也可以对光子晶体滤波器的透过波长进行调谐。利用模拟退火算法设计可实现多波长二次谐波产生的光子晶体器件。在小信号近似下，推导了二次谐波产生的公式。发现当基频光和倍频光都位于禁带中的缺陷位置时，二次谐波的转换效率得到了极大的提高。通过分析基频光和倍频光在晶体内部的场强分布以及相位分布，给出了非线性效应得到提高的原因。利用模拟退火算法定向设计了可实现单频率耦合三次谐波的光子晶体器件。在小信号近似下，得到了耦合三次谐波的计算公式。将基频光和倍频光以及三次谐波设置在缺陷态位置并令倍频光和耦合三次谐波的转换效率基本相等，设计结构可以很好地达到预计结果，非线性效应得到了极大提高，通过分析晶体内部的场强分布，给出了非线性效应得到提高的原因。定向设计了可实现多波长耦合三次谐波产生的光子晶体器件。设计结果可以很好地达到预期目标，各个波长的三次谐波的转换效率基本上是相同的。当基频光、倍频光和耦合三次谐波都位于缺陷态时，非线性效应可以得到极大提高。