磁光效应描述了光和磁性材料之间的相互作用,在光学隔离器、环形器、磁光存储器以及磁光调制器等器件里起关键性作用。到目前为止,磁光器件中的磁性材料主要采用的是磁光玻璃、掺杂钇铁石榴石和磁性液体等。但是,传统磁性材料一般具有较弱的磁光效应、不易微型化以及难以调节的不足,这越来越难以满足现代工业对高性能、小型化的新型磁光器件的要求。近年来,过渡金属硫化物因其独特的电学和光学特性引起了研究者们越来越多的关注。特别地,单层过渡金属硫化物在磁场的作用下呈现丰富的谷劈裂和谷塞曼行为,这为新型磁光器件的设计提供了新的超薄候选材料。本文基于低能有效哈密顿量近似和传输矩阵法,开展了单层过渡金属硫化物在不同复合结构中的磁光效应增强和调控的研究。本文的具体工作如下:首先,提出了由两个一维光子晶体和单层过渡金属硫化物组成的异质结构。研究结果表明通过优化组分厚度,该结构在指定工作频率上实现了同时增强的Faraday旋转角和透过率,其值分别为2.1°和0.91。这两者的增强分别来源于电磁场在单层过渡金属硫化物所在位置处的强局域和阻抗匹配条件的满足。此外,通过改变单层过渡金属硫化物的化学势和磁交换场,可以实现对复合结构磁光效应的调控。这将有助于推动基于单层过渡金属硫化物的磁光器件的发展并且这里的磁光性能改善手段可以推广至其它二维材料。其次,设计了由两个单层过渡金属硫化物参与的双腔光子晶体结构,并研究了其对于提高单层过渡金属硫化物的磁光效应的可行性。结果发现通过合理设置光子晶体的周期数和介电材料的厚度,复合结构的Faraday旋转角可以达到12.7°,并且其透过率依然能够保持高达0.72。另外,研究还发现双腔光子晶体构型的周期数可以用于控制Faraday旋转角出现单峰或双峰,这对于实现多频段滤波器和光通信具有十分重要的意义。最后,本文研究了三种由单层过渡金属硫化物和介电材料构成的复合结构的磁光效应。研究发现三种结构均实现了磁光效应的增强并保持较大的透过率,且增强的Faraday旋转角峰的带宽相对较宽。此外,在具有同等大小的Faraday旋转角和透过率的前提下,该构型厚度较第一个工作从1.87μm降到了0.74μm,这对磁光器件的小型化具有重要意义。