由量子霍尔效应实现的拓扑绝缘体开启了凝聚态物理领域的新篇章。尤其是受拓扑保护的光子晶体系统由于其具有更高的自由度和对缺陷免疫的独特性质,俨然成为了广大科研人员重点研究的对象。本文主要研究了基于光的量子自旋霍尔效应,通过调控晶格对称性构建赝自旋态,实现电磁波在光子晶体中的单向传输。利用椭圆介质柱构建了一种能够自旋耦合的夹层光子晶体,在空气线缺陷下结构依旧保持着稳定的单向传输。利用液晶材料的各向异性,设计了一种大带宽、可调频的光波导器件。主要研究内容如下:（1）基于类石墨烯C6蜂窝结构设计了一种光子晶体单向传输结构。通过调控类石墨烯C6晶格单胞的比例构建赝自旋态,在保证时间反演对称性不被打破的前提下,实现了TM模式下的拓扑边界态,打开了第一布里渊区（38）点处双重简并的Dirac锥,出现了模式反转、拓扑相变等现象。计算了该模型的色散带隙,获得了受拓扑保护的单向螺旋边界态。通过具有轨道角动量的谐波源的激励,实现了光流沿着“平庸-非平庸”界面单向传输。验证了在点缺陷和拐角等情况下,结构的拓扑边界态依旧保持着强的鲁棒性。（2）利用椭圆介质柱构建两种空气线缺陷光子晶体结构:即“平庸-非平庸”型和“平庸-非平庸-平庸”型的夹层光子晶体缺陷结构。通过移除非平庸序列中的某一列光子晶体结构,分别产生了三种光子晶体线缺陷结构。利用谐振源的激励,探究缺陷结构的边界态的传输特性。验证了在破坏C6对称性的情况下,“平庸-非平庸”型空气缺陷结构在光传输过程中产生了较大影响,不能完美的支持光在结构中的单向传输。而“平庸-非平庸-平庸”型的夹层光子晶体缺陷结构由于其两条边界态的性质类似、自旋方向相同、可相互耦合、具有强的鲁棒性,保证了光在空气线缺陷结构中保持着稳定的单向传输特性,其缺陷模式不仅满足生成拓扑边界态的“spin-mixing”缺陷,又保证了支持螺旋边界态前行的“zig-zag”边界。（3）为了能在高速运转下动态调控拓扑光子晶体的传输特性,实现结构频带的自由切换,解决夹层光子晶体工作带宽窄的问题。这里提出了使用E7液晶作为夹层光子晶体的背景材料,实现光子晶体工作频带的动态转换。模拟发现在不同背景折射率下,光流均被约束在非平庸区域中进行着单向传输。计算了该结构的坡印廷矢量,测出了空间Ez场的归一化矢量以及传输效率等。验证在无序、缺陷的情况下,单向螺旋边界态具有强的受拓扑保护的稳定性。最后,提出了在非平庸区注入液晶材料实现结构工作频带的提高。