光子晶体是近十几年来发展起来的一个新兴的研究领域，在以集成光子器件为基础的光通讯和光信息处理领域具有广阔的应用前景。国际上对光子晶体的研究已经从初期的注重理论研究逐步转移到光子晶体应用和相应的光电子器件的设计和制备的研究上来。本文主要研究可见光和光通信波段的光子晶体及器件的研制和特性测试，这方面研究将会推动光子晶体在全光集成和光通信方面的应用。基于非线性光子晶体的光子器件逐渐成为目前研究的重点，对光子晶体的制备和光子晶体光开关效应进行了较为系统的研究。　　 笔者利用多重散射方法研究了各种光子晶体、微腔结构的带隙特性，优化设计程序，结合微加工的电子束、离子束刻蚀的精度要求和测试设备的条件设计出可见光和光通信波段的光子晶体和器件，得出了适合做光子晶体光开关的光子晶体的结构参数，为实验提供理论依据。　　 本文对二维光子晶体的制备及二维聚苯乙烯光子晶体光开关进行了研究。通过扫描电镜照片可以看出制作的光子晶体的质量(晶格及孔径的均匀度)。进而，利用我们自己搭建的消逝波耦合系统，测量了制作的二维聚苯乙烯光子晶体的光子带隙透过谱，实验结果与理论计算相当吻合。并且利用制作的二维光子晶体进行了光开关实验的研究，实现了时间响应为20飞秒的光子晶体光开关。　　 笔者对三维光子晶体的制备及光子晶体光开关效应进行了研究。首先，利用改进的气压法自组织生长方法制备出胶体聚苯乙烯光子晶体，并对其带隙特性进行了测量。其次，利用改进的垂直沉积技术制备出高品质的可见光波段聚苯乙烯光子晶体，厚度为3～4μn，光子带隙中心的透过率约为5％，导带透过率大于65％，光子晶体带隙边缘的斜率非常陡峭，大于5.2％/nm的光子晶体。利用制备的三维聚苯乙烯光子晶体实现了120飞秒光子晶体光开关，光子带隙移动了12nm。也对亚10飞秒光子晶体光开关效应的初步测量结果作了分析，这一结果对光通讯和光计算等领域有重要意义。　　 整篇论文分为五章。第一章为绪论，简单介绍了光子晶体的概念和它的研究现状。第二章光子晶体光开关，从理论方面计算了光子晶体的带隙和具有缺陷态的光子晶体，以及带隙和缺陷态随泵浦光强度的变化，为实验上实现光开关提供理论依据。第三章为二维光子晶体的制备及光开关实验研究。第四章为三维光子晶体的制备及光开关实验研究，并把已有的理论计算结果和实验测量结果进行了比较。第五章给出了本文的主要研究结论。