该文选择一维光子晶体为研究对象,采用数值计算与理论分析相结合的方法,研究各种不同的结构形式对光子带隙的影响.主要的工作及成果包括以下几个方面:(1)提出光子异质结展宽一维光子晶体全向带隙的耦合条件是各子结构在每个入射角度下的光子带隙都必须相互交叠,从而指出光子异质结的全向带隙与各子结构全向带隙没有直接的联系,原来没有光子全向带隙的结构构成的光子异质结也能拥有全向带隙.因此异质结方法不仅能展宽光子全向带隙,还能拓展材料的选择范围.(2)发现递变结构具有比周期结构宽数倍(最大值为3.6倍)的全向带隙范围,为光子全向带隙的展宽提供了新的方法.论文系统研究了结构参数与全向带隙范围的关系,并解释了其物理机制,从而为该结构的实际制作提供了具体的理论依据.(3)发现第二、三、四阶的一维Fibonacci结构的光子全向带隙范围的互补性,因此它们构造的异质结结构拥有宽的光子全向带隙范围.按照Fibonacci准周期结构的光谱自相似性,这种全向带隙范围相互补充的特点还能向高阶的Fibonacci结构推广.(4)指出无序扰动周期结构中关于局域长度的平移等价变换是扰动前周期结构光谱周期性的结果,从而将该变换推广到所有厚度无序扰动的周期结构.同时,该文在光谱对称性的基础上提出了一个新的等价变换——对称等价变换.以该两种变换为基础,引入了有效无序度的概念,并应用该概念系统研究了局域长度谱结构的特点,成功解释了其中的反常振荡、低频端发散等性质.(5)提出一维含缺陷光子晶体异质结具有单角单频的透射特性,即只允许某一入射角度、某一频率的光透射,而其它入射角度、频率的光都被完全反射的特点.从而解决了介质薄膜型滤光片的入射角度敏感性问题,因此从机制上大大提高了器件的信噪比等性能,并拓展了器件的应用范围.