近年来,由于光子晶体具有光调控性能,因此在光纤、滤波器、显色器等方面都有重要应用,因此受到广泛的关注。但是光子晶体中裂纹的存在影响了光子晶体的周期性,限制了光子晶体的实际应用。现存的无裂纹光子晶体制备方法均是在模板裂纹产生之前将裂纹消除,目前还没有人能在裂纹产生之后将裂纹消除,这普遍认为是不可能的。本论文则围绕着如何消除光子晶体中的裂纹展开研究,设计了一系列制备无裂纹铁氧化物蛋白石复合结构及反蛋白石结构光子晶体实验,主要内容如下:1、以无裂纹胶体晶体为模板制备无裂纹铁氧化物反蛋白石光子晶体课题组前期研究制备了无裂纹窄光子带隙胶体晶体。本部分研究在此基础上,以无裂纹高质量胶体晶体为模板,通过滴涂或者提拉方法成功制备了无裂纹Ferrihydrite-P（St-MMA-AA）蛋白石复合光子晶体,而后采用“牺牲模板法”,以无裂纹Ferrihydrite-P（St-MMA-AA）蛋白石复合光子晶体为原料,采用溶蚀和煅烧两种方法,分别制备了无裂纹Ferrhydrite反蛋白石光子晶体以及无裂纹Fe2O3反蛋白石光子晶体。经过对常见不同三价铁盐进行填充研究,表明三价铁盐与碱反应制备的Ferrihydrite由于颗粒较大无法进行填充,将三价铁盐在恒温恒湿条件下水解更有利于无裂纹复合蛋白石结构光子晶体的制备,并对最佳条件进行了探索。以无裂纹的模板制备无裂纹光子晶体在目前还鲜有报道,这种制备无裂纹光子晶体复合物的方法简便、快捷、便于操作、安全系数高,极大的降低了无裂纹反蛋白石结构光子晶体制备成本极大的推动了光子学器件的发展,克服了蛋白石结构种类单一的缺点,为反蛋白石结构的多样性增加了很多可能性。2、以普通带裂纹的胶体晶体为模板制备无裂纹Fe2O3反蛋白石结构光子晶体本章采用普通带裂纹的聚（苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸）胶体晶体为模板,成功制备了大面积无裂纹Fe2O3反蛋白石结构光子晶体。无裂纹Fe2O3反蛋白石结构光子晶体呈现均匀靓丽的结构色,其光子禁带涵盖整个可见光波段。无裂纹Fe2O3光子晶体的光子禁带可以通过所采用的胶体晶体模板中单分散胶体微球的粒径进行有效调控。深入研究表明,填充到带裂纹的胶体晶体模板中的FeCl3溶液在恒温恒湿环境下水解为棒状的γ-FeOOH,随着水解不断进行,γ-FeOOH棒在胶体晶体的裂纹中不断增长,相互交错连接。在进一步的煅烧过程中,针状γ-FeOOH失水转化为纳米球形Fe2O3颗粒,转化过程γ-FeOOH纳米针不断收缩,从而顺利实现了裂纹的有效“缝合”,得到了无裂纹反蛋白石结构Fe2O3光子晶体。目前,学术界普遍认为裂纹一旦形成,就无法填充、修复,我们巧妙地借助类似医生缝合伤口的过程对胶体晶体中的裂纹进行了有效消除,为无裂纹光子晶体的制备以及其他领域裂纹的消除提供了重要的理论支持。