光子晶体是一种介质常数在空间周期性变化的结构，由于这种介质结构中存在光子禁带，所以处于禁带波段的电磁波不能在其中传播。光子晶体光器件的结构紧凑性，以及其在未来光集成芯片和全光通信网络中具有巨大的应用前景，使得相关研究引起了广泛关注并成为目前光通信领域研究的前沿。光滤波器在波分复用光通信系统中是处理特定信道或者多个信道信号的关键器件，所以基于光子晶体结构的光滤波器设计也成为重要的研究工作。论文针对光子晶体反射滤波器设计做了深入的理论分析和仿真实验。论文主要工作如下：论文根据时域耦合模理论导出了一种传递矩阵法。利用该方法，论文分析了周期性直接耦合谐振腔结构以及周期性侧边耦合谐振腔结构，并讨论了滤波器的相位响应特性。论文首次在周期性侧边耦合光子晶体谐振腔结构中引入啁啾以及切趾技术对反射谱中旁瓣的抑制进行了分析。通过线性方法或者对称的方法将啁啾引入到周期性侧边耦合光子晶体谐振腔结构中，可以成功抑制或者消除反射谱中的旁瓣。但是啁啾的引入增加了反射谱的带宽，理论分析表明啁啾系统反射峰宽度是原反射峰宽度的两倍甚至更宽。而切趾技术是通过调制侧边耦合谐振腔与光子晶体波导间的耦合系数来实现对反射谱中旁瓣的抑制作用。理论分析表明，对包含五个谐振腔的滤波器，上述方法可以在其反射谱的第一个旁瓣位置减小反射强度最大约25dB。此外，论文使用时域有限差分法验证了上述理论分析的有效性。论文使用导出的传递矩阵法对周期性侧边耦合光子晶体谐振腔反射滤波器的相位响应进行了分析，讨论了其对高斯脉冲输入信号时域波形的影响。分析结果表明在对周期性侧边耦合光子晶体谐振腔反射滤波器反射谱进行旁瓣抑制的同时，必须考虑优化过程中滤波器的相位响应。对包含五个谐振腔的滤波器，当高斯taper函数的参数G达到0.3时，将引起严重的符号间干扰。而当参数G小于0.2时，输出高斯脉冲能够保持时域波形不变。最后论文使用等离子体色散效应对硅基侧边耦合光子晶体谐振腔滤波器的调谐实验基础理论做了初步分析。结果表明，当谐振腔谐振频率为193.5THz，谐振腔中心介质柱折射率减小0.4时，谐振腔谐振频率变为217.2 THz，对应的波长调谐范围为170nm。此外论文给出了实验测试方案，其中包括梯形耦合波导、弧形耦合波导和楔形波导结构。这些耦合波导能够降低光纤和光子晶体结构之间的耦合损耗。