光子的传输特性是电子所无法比拟的,为解决通信系统中的"电子瓶颈"问题,光子晶体迅速成为人们研究的热点.光子晶体最大的特点是存在光子带隙,频率落在光子带隙内的电磁波不能在光子晶体中传播,因而具有阻光性,能够很好的控制光在介质中传输.光子晶体在光通信系统中有着广泛的应用,可以为传统光纤通信存在的问题提供良好的解决途径.利用传输矩阵法研究了一维光子晶体的色散关系、带隙结构和滤波特性.我们提出一种一维三层元结构,由于其可调参数多,通过调节多个参数,很容易获得具有工程应用价值的滤波特性.作为光子晶体的应用,文中给出一种用于波分复用的光子晶体滤波器:通过增加缺陷层厚度至一定时,可以得到一个8通道滤波器,通道间隔约为6.0nm,半功率带宽约为2.0nm,故可作为WDM系统8通道波分复用滤波器.同时运用平面波展开法分析和研究了二维光子晶体带隙结构和模场分布,并考虑调节不同参数对其带隙的影响.另外用超元胞法和扩展的平面波展开法分别研究二维点缺陷和线缺陷光子晶体带隙及局域模场分布.光子晶体光纤是二维缺陷态光子晶体的应用,由于光子晶体光纤具有特殊的特性,它用于光纤通信系统中,在色散、损耗、单模传输和非线性等方面都要优于普通光纤,预示着它在光纤通信领域中将有重要的应用前景.最后研究和计算了三维光子晶体的结构和完全带隙,同时对三维光子晶体的制备作了介绍,为以后研究三维光子晶体做好了开端.