光力晶体腔作为一种新型人工周期性材料,凭借其带隙特性可实现对弹性波和电磁波的同时操纵并局域声子和光子增强光场和机械场的相互作用,但如何在光力晶体中同时打开超宽的声光带隙,如何通过合理的缺陷设计实现超强的声光相互作用已成为近年来的热点问题。本学位论文主要针对一维光力晶体的带隙问题和不同缺陷结构下的光力耦合问题,设计了一种新型的光力晶体单胞,该结构由六边形柱体两侧挖双孔获得。利用有限元法对六角双孔型光力晶体的声光子带隙进行了计算,研究了不同几何参数对带隙的影响机制。分别设计了同种缺陷的光力晶体纳米梁,奇偶对称型梯度缺陷的光力晶体纳米梁和异质结构的光力晶体纳米梁。考虑光弹性效应和移动边界效应,利用一阶电磁微扰理论和光力耦合系数的计算方法计算了三种结构的光力耦合率,对不同缺陷结构影响光力耦合强度的作用机制进行了分析。结果表明,可以通过改变缺陷数量和优化几何结构来改善光学模式和机械模式之间的重叠性提升光力耦合率,具体内容如下:同种缺陷不同数量的谐振腔结构,缺陷数量只会影响光力耦合的作用方式,其原因是在不同缺陷数量下的光力晶体纳米梁对局域最好的电场模态具有差异性,电场能量分布不同造成了光力耦合作用方式不同,但缺陷数量对光力晶体梁的总耦合率的大小影响微弱。所设计的结构中,单缺陷光力晶体谐振腔就能够获得高达1.29 MHz的光力耦合率,和超小的等效质量约为42.6 fg。梯度腔缺陷的光力晶体纳米梁可有效的提升结构的光力耦合作用强度,获得更高的光力耦合率。两种奇偶对称型谐振腔的耦合方式均为移动边界效应占主导地位。分析声学共振模态的对称性后发现,只有关于x-y、x-z、y-z平面偶对称的振动模态才能与光学模态产生强耦合;为深入研究移动边界效应的耦合作用机制,计算并分析了偶对称型结构的移动边界效应表面密度,发现具备高对称性的声学共振模态的表面密度同样具有较好的对称性,而当缺陷态中移动边界效应表面密度相邻出现且相互抵消时,对称性无论高低均会破坏移动边界效应的耦合方式进而降低光力耦合率。此外,所设计的光力晶体梁还可以通过优化缺陷结构来同时达到保持高光力耦合率和提升谐振腔品质因子的效果。为进一步增强优化缺陷结构后的光力晶体纳米梁的光学品质因子,引入了一种双镜面区域的异质光力晶体纳米梁来研究第二镜面区域对结构品质因子的影响。通过与非异质结构的光力晶体梁进行对比发现异质结构的引入可以从双重声光子带隙下实现对电磁波和弹性波的局域,因此对光力晶体声学模式的品质因子提升明显,对光学模式主要提升的是一阶模和二阶模的品质因子,对基模品质因子的影响较小。本学位论文的研究结果能够为设计出同时具有高光力耦合率、高声光品质因子的光力晶体纳米梁提供可靠的理论依据。同种缺陷结构的光力晶体纳米梁凭借设计简单、易于加工、制作等优势,在作为光力晶体空间传感器时感测面积将会更小,为高精度传感器的设计提供一种新思路。梯度腔结构和异质结构凭借超高的光力耦合率和品质因子可为液体浓度传感器、质量传感器和微小位移传感器等声光功能器件提供模型参考。