空间滤波器在图像增强、信息处理和激光技术等领域有非常重要的应用。传统的空间滤波器通常是由两块透镜构成的4f(f是透镜的焦距)聚焦型系统,存在体积大、不能近场滤波等不足。本文针对传统光学空间滤波器的不足,开展了新型平板即插即用型(非聚焦型)空间滤波器的探索研究,重点研究了周期性人工微结构介质的空间滤波特性,提出了实现偏振无关、工作频率可调谐、全向滤波等的解决方案,为新型空间滤波器的设计和制造提供基础理论支持。取得的主要成果如下：第一,基于Rugate结构的带隙空间特性,提出并设计了一种Rugate结构的低通空间滤波器,数值模拟证明应用这种空间滤波器可实现光束的平滑。该空间滤波器具有非常平坦的通带和陡峭的通带-阻带之间的过渡带,且其空间截止频率可以通过调节Rugate结构的参数而改变。运用时域有限差分算法对该类空间滤波器在光束平滑中的应用进行了仿真,验证了其低通空间滤波的有效性。第二,针对传统光子晶体空间滤波器的滤波特性跟偏振相关的不足,提出并实现了一种含负折射率材料一维光子晶体的空间滤波器,它具有偏振无关的特点。通过优化缺陷层的结构参数,在该光子晶体结构的零均折射率带隙中可出现一系列偏振无关的缺陷模。基于这些缺陷模,设计了偏振无关的低通、高通和带通空间滤波器,其截止频率可通过改变含缺陷层光子晶体结构的周期数而调谐。第三,研究并得到了一维磁性光子晶体偏振无关传输的一般性条件,实现了严格偏振无关的光子晶体空间滤波器及更宽全向带隙的光子晶体。研究发现,不含缺陷的完整光子晶体中偏振无关传输的条件是,组成完整光子晶体的两种材料的折射率和厚度相同、波阻抗互为倒数。当满足上述关系的两种完整光子晶体构成光量子阱结构时,该量子阱结构能实现偏振无关的传输；当阻抗为1的单层缺陷层引入到完整光子晶体中时,含缺陷层光子晶体也能实现偏振无关的传输。最后,研究一维量子阱结构的全向对称可调谐滤波特性,发现在含单负材料的光量子阱结构中出现了对称的束缚态,其数目和频率可分别通过改变阱光子晶体的周期数和厚度而调谐。相比于基于布拉格或者零均折射率带隙的光量子阱结构,含单负材料的光量子阱结构的对称束缚态对光的入射角和偏振更不敏感。这种结构有望为制作对称可调和全向多通道滤波器提供一种新的方式,在密集波分复用系统中有很好的应用前景。