众所周知,很多的研究都是起源于对自然界不同领域存在类似现象的假设开始的。因为宇宙万物遵循着相同的规律,即使外表再怎样的千变万化,而内在的规则却是有着高度一致性。光子晶体^[1-4]的产生亦是如此,它是科学家们在假设光子也可以具有类似于电子在普通晶体中传播的规律的基础上发展出来的。光子晶体是介电常数或磁导率在空间呈周期性分布的人工介质材料,其最突出特性是存在光子带隙,频率落在光子带隙中的电磁波将不能在其中传播^[5,6],并且利用这种光子带隙效应在光子晶体中引入特定的缺陷即能实现对波的操纵与控制。由于各向异性材料的介电常数是张量形式的,具有独特的电磁特性,对电磁波的约束作用有别于普通各向同性材料。因此当光子晶体是由各向异性材料构成时,会发生非常有趣的现象,从而拓展我们的研究思路。而功率分配器是集成光路中不可缺少的无源器件,它是各种光电子集成元件中非常重要的组成部分,它可以将能量平均或者按所需比例分配到各输出端。本文主要研究基于各向异性材料的光子晶体功率分配器,重点是如何实现插入损耗小,结构简单且偏振无关的光子晶体功率分配器。具体内容包括:1.基于各向异性材料的偏振无关的光子晶体功率分配器设计。目前的功率分配器大多是针对某一偏振实现功率分配,不同偏振态的波,其功率分配器器件结构是不同的,这将不利于大规模光路的集成。所以在偏振逻辑系统中,我们需要使用同一个结构实现对不同偏振态的波的功率分配。本文在光子晶体波导中引入各向异性功率分配控制缺陷,由于各向异性材料的双折射特性,不同偏振态的波通过各向异性缺陷时,它们‘感受’到的等效折射率是不同的,巧妙设计各向异性缺陷的结构参数以及材料参数,可以使用一个缺陷就能实现对不同偏振态的波的功率分配。2.基于各向异性材料和偏振选择缺陷的光子晶体功率分配器设计。在输入通道引入不同的偏振选择缺陷,可使功率分配器具有偏振选择功能。对于TE功率分配器,TE波能够进入并在其中传输,TM波则不能进入;对于TM功率分配器,情况则刚好相反。在波导的特定交叉区域引入功率控制缺陷,可使各输出端功率相等或者按所需比例分配。将两者结合起来,就可以实现将输入的不同偏振态的波隔离开来,且使各输出端功率等分或按所需比例分配。