拓扑光子晶体是一种新型材料,与传统光子晶体不同,拓扑光子晶体不依赖于光子带隙中的某些缺陷模式,利用物质的拓扑相位转化实现对光子的操作与控制。这种材料展现出极高的单向性、鲁棒性、以及单模输出效果,在芯片开发、生物传感、军事通信等领域应用价值极高。目前,拓扑光子晶体的理论模型逐渐成熟,但拓扑光子晶体的应用仍然有待开发,因此本文主要集中于拓扑光子晶体在折射率传感领域的应用,为拓扑光子学在光学器件方面的开发提供了重要线索。文章分析了拓扑光子晶体形成的基本原理,并实现两种不同维度的拓扑光子晶体,将拓扑光子晶体用于折射率传感器的开发并完成传感性能分析,结果显示拓扑光子晶体产生的边缘态在传感器中发挥了重要作用。本文研究工作如下:（1）设计了一种基于一维拓扑光子晶体的折射率传感器。首先,研究SSH模型,在SSH模型的基础上实现了一维拓扑光栅结构,得出结论在能带具有缠绕数不同的相位转变点是拓扑边缘态产生的重要前提。在通信波段1550 nm前后,完成拓扑光子晶体的设计与优化,利用传输矩阵法证实光子禁带中存在拓扑谐振峰,透射率接近100%,具有极窄的半峰全宽与稳定的洛伦兹线形。结合实际光学器件开发环境,设计一种基于平板波导结构的拓扑光子晶体,用于折射率传感器的研究。利用时域有限差分方法计算结构的电场图与透射率光谱,结果显示入射光局限在拓扑界面处。接下来,利用平板波导结构进行折射率传感器的研究,在常见液体折射率范围（1.33-1.43）内,结果显示拓扑谐振峰峰值随待测样品折射率改变出现红移（red shift）,具备良好的线性稳定输出,传感灵敏度为489 nm/RIU,是利用普通光子晶体进行设计的折射率传感器灵敏度的五倍。（2）设计了一种基于二维拓扑光子晶体的折射率传感器,实现传感器在三维方向上的开发。研究在二维光子晶体中拓扑边缘态产生的机制,发现硅光子石墨烯中存在晶格简并点,通过打破晶格内部的对称性实现一种二维拓扑光子晶体。确定二维拓扑光子晶体的结构尺寸后,用时域有限差分方法观察结构的电场图与透射率光谱,选定边界以小圆空气孔锯齿形直角边畴壁输出效果为最佳,消光比达到-30d B,并在垂直方向上以平板厚度为0.5a作为结构的基本形态。将设计好的结构用于折射率传感,显示出比二维普通光子晶体平板折射率传感器灵敏度更高的传感效果,并且几乎不会被检测过程中的杂质缺陷影响,具备极高的缺陷免疫性。