随着光通信技术的迅猛发展，无论在信号的收集和存储上还是对信号的处理和传输方面，现有的通信网络日渐暴露出它的瓶颈现象。这一瓶颈问题的解决自然对光通信器件的性能提出了更高的要求，它必须借助集成度高、可控性强的光通信器件取代现行的光电子元件。自从光子晶体的概念被提出以后，无论是光子晶体的理论研究还是应用研究都开展得轰轰烈烈。人们利用光子晶体的基本性质致力于光通信方面的研究获得了长足进步，例如光子晶体光纤、光子晶体偏振器、光子晶体激光器等等。基于光子晶体慢光波导在未来全光网络中广阔的应用前景，比如脉冲延迟与缓存、可调慢光的延迟、动态光脉冲存储等等，这些技术可用于信号延时、数据缓存与交换等环节上,因此，自从光子晶体慢光波导的概念被提出以后，在光纤通信领域中它已经成为国际上一个研究热点。本文主要就光子晶体带隙和慢光特性进行了研究，设计了具有更大可调的绝对带隙的光子晶体结构和具有更优化的慢光性能的光子晶体慢光波导，此外，还研究了基于液晶可控型光子晶体波导的慢光性能，初步分析了光子晶体慢光波导在全光网络中的应用。全文内容安排如下：第1章，首先简单地回顾了光子晶体的概念、分类和最基本的性质，在此基础上，预测了光子晶体在未来通信网络中的应用前景，其次综述了国内外光子晶体慢光波导研究现状与最新进展；叙述了本课题研究的目的和研究内容。第2章，介绍了目前产生慢光的主要实验方法或途径以及他们各自的优缺点；其次详细介绍了光子晶体慢光波导的最基本的数值方法：平面波展开法，以及由于该方法的局限性而提出的其他方法，比如时域有限差分法、传输矩阵法、散射矩阵法等。第3章，基于平面波展开法，首先研究了截面为圆形的两种基本结构的光子晶体的能带结构。接着提出了一种截面为星月型的新结构，通过改变原胞的分布角，详细地研究了该结构的带隙对分布角的依赖关系。第4章，考虑到光子晶体能带剪裁在设计光子晶体慢光波导中的重要作用，首先研究了镜像对称的星月型的二维光子晶体波导的慢光性能，通过优化分布角，实现能带剪裁，从而实现最佳慢光性能的光子晶体慢光波导；然后阐述了晶体的对称性在实现慢光中的作用。第5章，从缺陷优化的角度出发，就镜像对称型光子晶体慢光波导而言，研究了第一排和第二排的空气孔的偏角对慢光性能的影响；其次，通过耦合模理论，定性地阐述了空气孔的偏角在光子晶体慢光波导中的优化作用。第6章，从可控性的角度出发，研究了基于向列相BL-009液晶光子晶体的慢光性能，数值模拟中，我们以温度做为控制参数，研究了慢光性能的主要指标对温度的依赖性质。