光子晶体是一种新型人工光学材料。由于它具有带隙结构和光子局域态，这使人们认识到光子技术在通信和计算领域取代电子技术的可能性。因而激发了大量的对光子晶体物理性质及器件设计，制作的研究。慢光可以增强介质的非线性效应，可以用来对光信号延时。这对全光高容量通信网络具有重要应用价值。因此光子晶体实现慢光也成为光学研究中一个热点。全光二极管具有独特的单向传输功能，是新型的光子器件。可用于集成光子线路，超快信息处理等，有可能在未来得到重要应用。在如何提高它的光学性能上这个问题上，近期吸引了研究者的关注。本文针对光子晶体波导器件进行了研究，包括在光子晶体波导中实现宽带和低群速度色散的慢光传输及光子晶体波导中全光二极管的设计。其主要内容如下：　　 (1)慢光频率通常位于导模色散曲线的带边。然而曲线上这个位置有极大的群速度色散，不适合于应用。利用能带的反交叉性质进行色散补偿，人们也可以在色散曲线的中段实现宽带低色散慢光。这成为实现慢光的主要方法之一。但目前实现慢光方案是往往是对波导内侧周期单元几何结构进行微调，改变色散曲线的局部形状，增强慢光的效果，但这对提高慢光带宽依然有限。本文提出另一个方案，通过调整三角格子为斜方格子，使反交叉点在色散曲线上获得一个相对大的横向移动，使带宽在不同群折射率都普遍增加。若群折射率波动为+10％，在波长1550 nm处，对群折射率分别是30，48.5，80和130，我们的数值模拟表明相应的慢光带宽为20nm，11.8 nm，7.3 nm和3.9 nm。当进一步严格限制群折射率波动为±1％时，与三角格子的波导结构相比，对应于不同群折射率，慢光带宽可增加20％到68％。此外本文使用数值模拟说明了反交叉点移动与带宽增加之间的联系。　　 (2)设计了一个新型的光二极管结构用于实现高效的单向光传输。它由波导旁含非线性克尔介质的微腔与波导中的FP腔相耦合而得到。由于两个腔的相互干涉，透射谱上出现两个分离峰。我们选择光的工作频率在两分立峰之间并靠近窄峰的位置，由于这是光波的反射区，弱光分别从波导的两端入射时都被反射。当相对强的光以同一频率入射时，在正方向上，光激发非线性微腔的Kerr效应，改变了Fano腔的共振频率。光变成透射状态。反方向上，由于这个不对称的结构造成场的分布不对称，激发Kerr效应需要更高的光强，因而反方向上入射的光不能透射。与已报道的文献相比，我们设计的这个结构有更高正向透射率，入射光强的工作阈值低，可集成。有大的可提高的性能空间。结构的原理可在其他非光子晶体系统中被应用。这些优点将使它得到研究者和应用技术人员的重视。