随着医疗卫生问题的凸显,对快速、准确、便捷的传感检测技术的要求也更加迫切。光子晶体生物传感器,能够通过纳米尺度的度量并结合光谱分析来表征生物分子量级发生的变化,受到业界极大关注。本文提出了一种基于硅材质二维三角晶格光子晶体的生物传感器,能够实时监测待测物的浓度变化,具备易用、重用、快速实时等特点。根据推导得出的反射模型优化了二维光子晶体的结构参数,并设计了制备工艺流程。设计并实施了葡萄糖溶液检测实验,对生物传感器的性能进行了验证。进而提出了一种宽谱寻峰算法,对实验得出的光谱数据进行处理,利用此算法能够实时、准确且自动的测量底物的浓度。首先,根据麦克斯韦方程组推导出二维光子晶体的主方程,基于此研究了简单晶格二维光子晶体和波导光子晶体的能带结构;利用严格耦合波法(RCWA)推导出光子晶体结构的反射模型。其次,根据理论模型,研究了晶格周期、占空比等结构参数对生物传感器特性的影响,并结合现有的纳米材料制作工艺水平,确定出二维光子晶体生物传感器的结构参数,并对该结构进行理论仿真分析。设计工艺流程制作了二维光子晶体模板,通过扫描电子显微进行了形貌特征的鉴定,同时利用光谱成像系统对其光学性能进行验证。最后,搭建了二维光子晶体生物传感器光谱成像测试系统平台。设计并实施了测量实验,获得不同浓度的葡萄糖溶液在生物传感器中的宽谱反射光谱。将得到的实验光谱数据整理分析,并与理论模型比较,同样对浓度变换有线性反映。结合平滑滤波、希尔伯特变换以及高斯拟合,提出了一种自动快速寻峰的算法,为光子晶体生物传感器的实际应用,探索了便捷可行的方案。