半导体二维光子晶体由于其平面内的光子能带特性和与半导体平面加工工艺相容的特性,吸引了众多的研究者。由于光子晶体对电磁场态密度的调节能力,使得其在实现对自发辐射的控制上扮演了重要的角色,而其丰富的色散特性也使得活性物质的光增益展示了新的特性。同时,基于二维光子晶体的性质而构成的点缺陷与线缺陷,以及其所构成的各种器件,也都为光子集成回路的发展提供了重要的机遇。本论文建立一套光子晶体全矢量理论模拟平台,能够模拟包括色散关系、群速度、模式分布等参量,对二维光子晶体的特性进行有效地仿真。在对光子晶体有源物质增益特性的研究上,从光场的模式分布出发,研究了光子晶体中模式分布对于光增益分布的影响,分析得出光增益不但同群速度成反比关系,光场模式的分布可以造成光增益空间分布的非均匀性。在对光子晶体点缺陷和线缺陷波导间的研究上,研究了点缺陷结构对自发辐射的修正,利用线缺陷光子晶体带隙波导,研究了利用mini-stopband引起的传输谱凹陷进行气体探测的可行性。在半导体材料光子晶体的工艺制备的研究上,初步完成了Si衬底上电子束直的图形直写,为继续探讨下一步的工艺提供了可能。完成了空气桥结构光子晶体的结构设计和掩模设计。初步进行了Si和SiO2的湿法腐蚀工艺的探索。