随着科技的不断发展,大数据时代的到来,电子器件的集成度与传输速度之间的矛盾越来越大,器件的发展陷入瓶颈期。现如今,因光子相较于电子而言,在传输信息的能力和抗干扰的能力更好,用光子代替电子,研究、发展、设计和制备高性能、高集成的光子器件已成为目前一大研究热点,而光子晶体这一特殊材料的出现为光子器件在光通信和光集成系统中的发展铺设了阶梯。根据光子晶体的相关特性和缺陷结构,可以设计出各种尺寸小、结构简单、工作效率高、集成度高的光子晶体器件。本文根据二维光子晶体的相关特性和缺陷结构,提出了一种多功能滤波分束器和一种紧凑型偏振分束器,并对其性能进行了讨论,具体工作如下:1.基于二维光子晶体的光子带隙、光子局域特性和缺陷结构,提出了一种二维光子晶体多功能可调谐滤波分束器,该器件既可以对1510 nm处的波长进行滤除,又可以将1660 nm处的波长以单、双、三波导传输。在滤波部分,谐振波长1510 nm处,滤波器的耦合效率和下降效率为96%,带通宽度为18 nm,Q品质因子为565.5;波长为1660 nm处,直行效率为98%。在分束部分,通过改变耦合区域的介质柱组的半径或将介质柱材料替换成热控活性材料,来实现1660 nm处的可调谐功率输出。该多功能器件既可以达到单功能器件的功能指标,又可同时实现两种功能的集成,大大减少了单功能器件集成时带来的插入损耗和连接损耗;且在尺寸上和单一功能器件一致,还可以实现功率分束上的可调谐性。2.基于二维光子晶体自准直效应和光子禁带特性,提出了一种新型紧凑型偏振分束器,整个器件大小为9μm×9μm,分别设计了自准直结构和偏振分束结构,利用光子晶体的自准直效应实现TE偏振光和TM偏振光在自准直结构中的自准直传播,利用光子禁带特性实现TE偏振和TM偏振的正交分离。偏振分束器结构由这两种结构构成,当插入的偏振分束结构的空气孔排数为5时,1550 nm处的TE偏振光的透过率为95.4%,对应的偏振消光比为23 dB,TM偏振光的透过率为88.5%,对应的偏振消光比为37 dB。对于覆盖100 nm带宽的TE和TM偏振光,TE偏振消光比和TM偏振消光比分别高于18 dB和30 dB。