新型人工电磁材料和光子晶体都是周期排列的人工电磁介质，具有非常独特的物理性质和应用前景，近些年受到人们广泛关注。由于周期单元尺寸与波长的比例不同，新型人工电磁材料和光子晶体与电磁波的作用方式不同，导致两者截然不同的电磁性质。新型人工电磁材料的周期单元远小于空间波长，可以用等效媒质理论进行研究。光子晶体的单元尺寸与空间波长相当，电磁波在此结构传播时受到布拉格散射的调制，可以形成光子带隙。本论文以层状周期结构为模型，研究了周期单元远小于空间波长时的次波长成像性质和周期单元接近空间波长时的表面波传输性质。主要创新点包括:　　1).利用倾斜层状周期结构实现次波长偏移成像。研究了倾斜层状周期结构次波长偏移成像的机理，讨论了倾斜层状周期结构中各参数对成像质量的影响。　　2).将倾斜层状周期结构卷曲成层状柱结构，实现远场旋转次波长成像。进一步对该柱结构进行切割可以实现物面和像面均为平面的hyperlens，同时该结构可以实现长程像传输。　　3).研究了含金属的层状周期结构与介质分界面上的光表面波模式。通过调节顶层金属厚度可以得到不同的表面波模式。在垂直方向加磁场后金属在光波段的介电常数变为张量形式，使得表面波模式产生非互易性，进而得到单方向传输的表面波。　　4).研究了含磁光材料的层状周期结构与金属氧化物界面上的表面波模式，由于引入了磁光材料，在垂直方向加磁场后该表面波模式表现出了非互易性，因此在一定频率、一定入射角时只会在一个方向激发起表面波模式，可形成单方向的隧穿效应。如果考虑金属氧化物的损耗，还可以实现单方向吸收和反射。