信息时代的到来,对人们处理信息的速度提出了崭新的要求。目前半导体技术的发展制约着信息的高效、快速处理,利用光子代替电子成为当前处理信息的关键所在,光子结构能够实现对光子运动的控制,因此对光子结构的研究具有重要意义。由于具有光子禁带和光子局域的独特性质,光子结构自出现以来,便立即成为微纳光子领域研究的热点。近几年随着拓扑光子学的发展,结构的对称性对性能的影响引起人们的关注。其中一维层状结构由于易于实现制备,在实际应用中优势突出,本文对具有镜像对称特征的一维层状光子结构的性能以及在产生界面态方面的应用进行了计算研究,并基于电子束蒸镀技术进行了实验制备与测试表征,研究结果可以为一维光子结构在窄带滤波器、多通道滤波器、光传感等方面的实际应用提供可靠的参考。主要研究成果如下:1.基于传输矩阵理论对具有一维镜像对称特征的光子结构进行了计算研究。一维镜像对称结构可以通过将一个层状结构与其自身进行镜像组合构成,在分析了结构的光谱特征的基础上,具体计算了单个光子结构的表面阻抗虚部在不同带隙内的分布规律,结果表明结构的表面阻抗虚部在不同带隙内有不同的分布特征,在有些带隙内符号发生改变,同时镜像组合结构的光谱在相应的同一特征频率处出现界面态。2.计算分析了一维镜像对称光子结构在带隙内产生一个和多个界面态的条件,并研究了界面态的可调控特性。结果表明,含有一个镜像对称面的组合光子结构在带隙中会产生一个界面态,且在界面态特征频率处,单个光子结构的表面阻抗虚部存在跃变,同时结构的反射相位等于0。在此基础上,通过不同的组合,在结构中产生多个镜像对称面,则在同一带隙内可以产生多个界面态。进一步对界面态的特征进行了计算研究,具体分析了光子结构的元胞数、光波入射角以及光子结构表层的厚度系数对界面态的影响。计算表明随着光子结构元胞数的增多,带隙范围趋于稳定,界面态谱线宽度减小,若镜像对称面两侧的结构元胞数不同,则会导致界面态性能显著下降;随着光波入射角的增大,界面态向短波方向移动,这表明在实际应用中可以通过改变光波入射角实现对界面态频率的调控;同时,界面态随表层厚度系数x的改变呈现规律性变化。在含有一个镜像对称面的结构中,随着x从0开始增大,界面态向短波方向移动,当x=0.5时,界面态消失,随着x继续增大,界面态再次从长波方向向短波方向移动;在含有两个镜像对称面的结构中,两个界面态的间隔随x的变化而变化,但不会重合。研究结果为一维镜像对称光子结构带隙内产生一个界面态及多个界面态提供了一种新方法,为一维镜像对称光子结构产生界面态的应用提供了理论参考。3.基于电子束蒸镀技术对一维镜像对称光子结构产生界面态的应用进行了实验研究。首先通过电子束蒸镀技术,选用二氧化硅（Si O2）和二氧化钛（Ti O2）两种氧化物材料,分别制备了不同元胞数、不同表层厚度系数以及不同镜像组合的光子结构,样品均匀性良好;搭建光谱测试系统对各样品进行了测试表征,并与理论计算结果进行了对比分析。随着元胞数的增加,实验结果与理论计算更趋于一致;对不同表层厚度的样品进行测量,充分表明可以通过改变表层厚度对界面态频率实现有效地调控;含有两个镜像对称面的样品的测试结果表明了两个界面态的存在。实验结果与理论分析一致,进一步证实了一维镜像对称光子结构产生界面态的可行性。