本论文分为五章,前四章主要是光子晶体综述及有关光子晶体若干方面的理论计算,第五章介绍了LD侧面泵浦Nd:YAG双波长运转的全固态激光器实验。1987年,Yablonovitch和John同时独立提出光子晶体这一概念,它是一种介电常数随空间周期性变化、存在光子禁带的新型人工材料。由于光子晶体具有控制光子运动状态的独特能力,所以它的应用前景十分广阔。目前光子晶体已成为世界范围内研究的热点。本文前四章主要内容如下:1)简单介绍了光子晶体的基本概念、主要特征,重点介绍了光子晶体的主要制备方法、几种理论计算方法、以及其在光子晶体光纤、光子晶体波导、光子晶体激光器、超棱镜等众多领域的应用前景。2)激光全息法制作二、三维光子晶体相比传统半导体微加工及精密机械加工技术具有很多优势。本文提出一种多光束干涉模型,通过设计模型中各光束的光强、偏振方向、和位相差等参数,计算分析出二、三维光子晶体的结构,从而为实验阶段采用激光全息法制作二、三维光子晶体结构提供有益的前期分析和预测。3)从三维光子晶体的电磁波理论出发,基于平面波展开法,对周期结构中的Bloch波的求解过程作了详细的推导,并给出了光子晶体中存在光子禁带的理论依据。以二维方形光子晶体为例,通过平面波展开法,推导出TE模式和TM模式的本征方程。4)基于平面波展开法,理论分析了晶格结构、填充率、介电常数比等因素对square形、hexagon形两种二维光子晶体典型结构以及fcc、diamond、woodpile三种三维光子晶体典型结构完全禁带的影响,为以后的实验制备和应用研究提供了良好的指导方向及理论依据。本文还发现了一些以前未引起注意的现象。本文在第五章介绍了双波长连续运转全固态激光器实验。通过控制介质膜系在不同波长的透过率以及谐振腔内不同波长的衍射损耗,实现了LD侧面泵浦Nd:YAG激光器在1064nm和1319nm的双波长连续运转。分析了两波长激光输出功率比与1064nm谐振腔腔长之间的关系,验证了利用四镜腔实现双波长激光连续输出的可行性。在泵浦抽运功率为500W时,双波长连续平均输出功率超过45W,1064nm和1319nm单一波长连续输出功率均超过20W。这些功率指标是我们目前所知最高的。