五彩斑斓的蝴蝶翅膀背后是光子晶体奇特的物理性质,光子晶体是由折射率不同的材料在空间上周期排列而成的人工微结构。它所具有的光子禁带和光子局域两大特性让它广泛应用于微型化、高性能的微纳光子器件的设计与制造,最终实现大规模的“全光网络”。但器件的性能总会受到制造中不可避免的无序干扰带来的散射影响,拓扑学在光学领域的引入恰好解决了这个问题,基于拓扑光子学的新型光子集成电路平台因波导对扰动免疫的巨大潜力而备受关注。相较于当前研究如此丰富的受到拓扑保护的波导的研究来说,基于拓扑光子学的微腔的研究发展则比较缓慢。高阶拓扑绝缘体概念的提出为这个问题提供了思路,它的特点是支持比它自身维度更低的拓扑态:例如0维的拓扑态将会局域在二阶拓扑绝缘体结构的角部。高阶光拓扑绝缘体可以在系统中引入稳定的腔模式。普通的微腔对缺陷很敏感,细小的结构变化都会造成谐振频率和模体积的失谐。拓扑保护将提供稳定的模式频率和更牢固的模式限制。本文主要研究了光拓扑角态及其应用。我们研究了全介质Kagome晶格结构组成的二阶光拓扑绝缘体,通过调节原胞内耦合和原胞间耦合的强度,我们得到了两种不同拓扑性质的结构。在两种结构的交界面处,我们发现电场分布集中在60°的拐角处,有趣的是,我们还发现了不同于传统角态的另外两种不同场分布的角态,为了进一步验证这种角态的物理机制,我们通过设计全新的失谐的Kagome晶格结构来验证与分析远场作用对角态的影响。除此之外,我们在上述角态的基础上,设计了一种波导-腔耦合结构,实现了电磁感应透明效应,对其成因和调控进行了研究。本论文对拓扑光子角态的产生原因、影响因素和应用进行了深入的研究,相关的研究结果可能会在一个更通用的框架加深我们对高阶角态的理解,并且可以用于设计具有拓扑性质的微纳光子器件,例如光存储、光开关、光学缓冲器等等,有望让“全光网络”更早一天到来。