若将不同介电常数的介电材料构成周期性结构，光波受到周期性结构的布拉格散射，有可能形成光子能带(Photonic band)和光子带隙(Photonic bandgap)；具有光子带隙的空间周期性介电结构就是光子晶体(Photnic crystals)。光子带隙的存在使得光子晶体在光通信、集成光学及新型光电功能器件等领域具有广泛的应用前景，如：高性能反射镜、光子晶体光波导器件、光子晶体微腔、光子晶体光纤、光子晶体超棱镜等。通过理论分析和计算得出产生光子带隙的结构和参数，这对光子晶体的制备具有重大的指导意义。 在光通信及集成光学中，光波耦合器是关键器件之一。传统的光波耦合器件主要有棱镜耦合器和反射耦合器等。前者需要精密调整，且一般情况下棱镜体积较大，不利于集成和微型化；后者则需要在波导层中制备高反射率的反射面，对制作技术和工艺要求很高，这些都影响了它们的应用。而一种特殊的一维光子晶体——波导光栅，作为光波耦合器时，与它们相比则具有表面平整、不受折射率限制、体积小、易于集成等优点。因此，波导光栅在光通讯与集成光学中具有诱人的应用前景。分析具有不同结构参数的波导光栅耦合器的耦合特性，对提高其耦合效率、指导其制作和拓展其应用具有十分重要的意义。近年来，随着对聚合物材料研究的深入，聚合物波导和波导光栅研究引起了许多研究者的关注，提出了制作聚合物波导光栅的新方法，如激光双光子聚合法、光全息聚合法等。 基于上述原因，本文主要开展了以下几个方面的研究工作： 1．运用模耦合理论分析了几种不同光栅结构的波导光栅耦合器的耦合特性 在第二章中，通过求解麦克斯韦方程组推导了平板光波导中传播的不同模式的电场表达式。 在第三章中，首先利用麦克斯韦方程推导出了理想波导模式中和微小畸变的波导模式中的模式耦合振幅方程以及模式耦合振幅系数。接着利用上述结果，首先分析了用激光双光子聚合法制作的新型矩形结构波导光栅耦合器的耦合特性，得出了损耗系数随结构参数的变化曲线；并与传统矩形结构波导光栅耦合器的耦合特性进行了比较，得出了其相同之处与不同之处。最后本文还分析了梯形结构和对称三角形结构的波导光栅耦合器的耦合特性，并将得出的结果与已有文献报道的结果进行了比较。