光子晶体本身具有的带隙特性早已吸引了无数科学工作者的目光，原本带隙中的光子是无法通过的，若在光子晶体引入缺陷使得带隙中产生缺陷模，便可以实现光的传输。光子晶体充满的无限可能性引起了光通信领域专家学者的广泛兴趣。本文针对非线性材料和磁光材料的特点，对传统的传输矩阵法(Transfer Matrix Method，TMM)进行了改进，计算出光子晶体的传输谱后，再在引入缺陷的情况下得到传输谱中的缺陷模，通过引入非线性缺陷或磁光金属缺陷来实现一维光子晶体的单向传输。　　本文提出非线性“缺陷对”的想法，通过设计不同的模型，经数值仿真详细探究了一维光子晶体结构的单向传输特性。在单边涂覆金属薄膜的光子晶体的基础上，由两个非对称的非线性微腔作为缺陷对来实现光的单向传输，该结构可以被用作全光二极管。发现主要有两个因素会影响到该结构的对称性:金属膜和缺陷对。整个结构的对称性会随着金属薄膜厚度的变化而改变，进而表现出二极管的单向传输特性。改变金属薄膜厚度使得二极管方向可调是本文一大创新点。金属薄膜表面的Tamm态等离子体与缺陷对的非线性效应耦合后，使得全光二极管拥有更高的透射率和更大的消光比。设计四种模型结构，分别分析了金属涂层厚度变化，缺陷对的厚度比变化以及缺陷对的位置变化对光二极管单向传输特性的影响，发现入射光强阈值，阈值对比度，透射率或者消光比都有不同程度的改善，为工程应用提供相应的参考。另外，本文还考虑了金属带来的损耗，因为金属薄膜非常薄，所以全光二极管的性能依然良好。　　除了使用上述方法，本文还利用磁光效应来实现光的单向传输进而实现光隔离器功能。主要是对插入磁光金属薄膜的一维光子晶体进行了深入的研究和探讨。在磁光金属缺陷的两个界面处，会对应激发出两种非对称的Tamm态磁光等离子体激元，并且这两种等离子体激元会发生耦合，耦合态会产生明显的非互易行为并导致单向传输。另外还着重讨论了入射角变化，外加磁场强度变化和磁光缺陷模厚度变化对光隔离器的单向传输性能的影响。