该论文中,对具有圆柱对称的光子介电微结构中的电磁波存在形式、模密度以及光与物质相互作用的腔量子电动力学效应进行了系统的分析和计算.由于圆柱系统对称性远比球对称低,它的本征函数和本征值也就复杂得多.该论文对微圆柱系统中电磁波的本征函数和本征值也就复杂得多.该论文对微圆柱系统中电磁波的本征函数和本征值进行了详细求解,包括传播模和辐射模.利用微圆柱系统中的电磁模式,首次全面求得了微圆柱系统中腔量子电动效应基本问题之一的局域模密度、模密度的解析表达式并进行了数值计算分析.最后将结果应用到微圆柱热辐射、散射、和荧光的分析中.许多实用的介电微结构并不局限于理想电介质,若考虑吸收或增益,其折射率为复数.该论文首次讨论了将增益介质引入具有边界泄露的介电微结构(即开放系统)时,增益对开放系统的电磁模的品质因数的影响.结果表明,可选择适当增益(低于激光阈值).显著提高腔模品质因数,使模谱带宽变窄,形成新型光谱滤波器或频率选择器,这对波分复用(WDM)技术具有一定实用价值.