本论文主要涉及到基于二维光子晶体自准直效应的定向发射和全光逻辑器件的原型设计和数值实验研究。主要内容包括： 1.综述了基于二维光子晶体的定向发射(directional emission)和全光逻辑器件国内外的研究进展，具体内容包括常用结构和基本原理以及存在的一些问题。并简单介绍了自准直效应(self-collimation)在解决这些问题上的优点及其应用价值。 2.通过对当前定向发射和全光逻辑器件存在问题的分析，结合二维光子晶体自准直效应的特点，提出可以解决光耦合时机械对准误差问题的定向发射器原型，以及一种结构简单并行之有效的光子晶体全光开关与全光逻辑门的器件原型。 3.用平面波展开法(plane wave expansion，PWE)计算二维光子晶体的等频线(equifrequency contours)。研究得到的等频线，找出其中具有矩形轮廓的等频线，亦即找出具有自准直效应的频率范围。 4.在具有自准直效应的频率范围内，采用有限时域差分法(finite-difference time-domain，FDTD)对器件进行模拟和分析。定量地分析了定向发射的效率、对机械对准误差的容忍度，以及光开光和逻辑门的性能特性。