光电调制是操控光学器件和光电子器件的基本手段。光子晶体的应用为在纳米尺度上对光进行精确操控提供了可能性。随着微纳加工技术的进步，人们已经能在SOI衬底上制备出具有各种功能和用途的二维硅基平板光子晶体器件。其中，光子晶体微腔由于对光有很强的局域作用，能增强处于微腔上的物质与光的相互作用，并由此带来丰富的物理现象和新奇功能，引起了人们广泛的关注。石墨烯是仅有单原子层厚度的代表性二维材料，有很多奇异的物理性质。其中最为引人注目的特性无疑是其特殊的能带结构和超高的载流子迁移率。其特有的单原子层属性，使其容易实现饱和吸收等非线性光学性质。将石墨烯和二维光子晶体微腔这两种光学“成分”有机结合，能构建出石墨烯包覆的光子晶体微腔结构。本论文对这种光学复合结构，从理论和实验两方面系统研究了全光调制和电光协同调制下微腔的性能。这些研究有望为开发基于石墨烯-微腔的功能器件奠定理论和实验基础，为探索基于其它二维材料和光子晶体微腔器件的研究提供借鉴。此外还设计并模拟了石墨烯包裹在二氧化硅纳米颗粒表面的核-壳结构的表面等离激元共振特性。论文的主要内容如下:　　1.成功搭建了光栅耦合方法和交叉偏振方法两套测量高品质光子晶体微腔的测量系统。掌握了制备半导体微结构的微纳加工方法和关键技术;可重复、稳定制备出高品质因子的光子晶体微腔，测量到光子晶体微腔的品质因子达14000。　　2.基于所制备的石墨烯-光子晶体微腔结构，采用交叉偏振方法，在1064纳米泵浦光的作用下，观察到了光子晶体微腔共振峰位3.5纳米的移动和微腔品质因子非线性的变化，其品质因子最大调控幅度达到20％。其中光调制光子晶体微腔共振波长移动是电调制效果的2倍，而且随着泵浦光功率的加大而继续增强。同时还发现了在硅腔上实现饱和吸收的功率比在二氧化硅上的功率小两个数量级。该实验结果是由于石墨烯的饱和吸收效应和热载流子效应共同作用引起的。在全光调制石墨烯-光子晶体微腔复合结构的基础上，进一步加入电极调控，实现了电光协同调控石墨烯-光子晶体微腔结构的性能，详细实验结果还在研究中。　　3.设计了一种将石墨烯包裹在二氧化硅纳米颗粒外表面的核-壳复合纳米颗粒结构。采用米氏理论和等效介质模型模拟计算了该核壳纳米颗粒的表面等离激元共振特性，通过调控石墨烯的化学势，可将共振波长从远红外连续调控到近红外波段。计算结果表明等效介质模型计算结果与米氏理论计算结果符合较好，且等效介质模型能给出更清晰的物理图像。