随着半导体芯片集成度的不断提高,刻线宽度等参数逐渐逼近其物理极限,将严重影响了电子通信的准确性和稳定性,限制了半导体材料在未来信息技术上的应用,这就是所谓的“电子瓶颈”。相比于电子通信,光子通信则不存在上述的限制,因此科学工作者提出,将光子集成器件引入到信息处理技术上来,并作为替代电子通信的重要后备方案之一。1987年,光子晶体的概念一经提出,就因其体积小、性能优良以及在控制光方面的独特优势,受到了广泛的研究,吸引了众多的研究者投入到光子晶体理论和应用方面的研究上来。本文以二维光子晶体光学滤波器为课题,对光子晶体的基本特性,以及光子晶体光学器件的设计进行了深入的研究。首先,本文对光子晶体的发展历史,以及国内外研究现状进行了总结；并且对光子晶体及其缺陷结构的基本特性、研究方法进行了细致分析。以此为依据,为本文提供了良好的研究基础。其次,为了能够更便捷、准确的对光子晶体的性质进行研究,本文整合了FDTD和PWE两种电磁学数值算法,设计了一款专门针对光子晶体进行仿真的软件平台PhCSS.该软件独特之处在于设计了新颖的光子晶体结构设计功能,可以方便、快捷的实现对光子晶体(一维和二维)各种结构的描述设计,且可以对光子晶体场分布、频谱、能带等多种性能的分析,满足了本文后续对光子晶体特性研究的需求。第三,以光子晶体滤波器设计为目标,以光子晶体环形腔和点微腔作为选频结构设计了两款滤波器,并对这两款滤波器的具体性能进行了仿真分析。结果表明,采用光子晶体环形腔为选频结构的滤波器拥有良好的传输效率,但是分辨率较差；采用点微腔为选频结构,通过将完整结构进行区域划分、分别设置参数及选频结构的方式,设计的八通道光子晶体滤波器,经微调后,不仅具有很高的分辨率,而且具有很高的耦合效率,这些内容都为光子晶体滤波器的实际制备,提供了一定的理论指导。最后,重点对二维光子晶体点缺陷进行了分析,仿真计算了随着微腔间隔的变化,光信号沿点缺陷传输时的慢光效率、能量损耗等性能。之后,采用点缺陷非均匀间隔分布和插入线波导两种方法,分别研究了其各自在提高慢光效率和降低能量损耗两个方面的特性。仿真结果表明,与典型的光子晶体点缺陷阵列波导慢光结构相比,非均匀间隔结构能有效的提高慢光效率,而插入线波导结构可以明显降低能量损耗。