光子晶体是由不同介电常数的物质在空间周期性排列而形成的人工微结构材料。利用光子晶体的光子禁带及光子局域特性制作的各种光子晶体光电功能器件具有体积小、集成度高、性能优异的特性，在未来大规模集成光路以及全光网络中有着良好的应用前景。本文基于集成光路及全光网络的需要，对光子晶体谐振腔耦合模理论以及二维光子晶体波导器件进行了研究，得到了如下新成果：1.发展了多谐振腔的并联耦合模理论，发现光子晶体并联谐振腔与波导间耦合的效率与并联谐振腔的数量、谐振腔的品质因数紧密相关，并且这些参数的优化对提高器件耦合效率有着至关重要的作用。2.提出了光子晶体侧面耦合系统以实现光子晶体波导与光源间的高效耦合，在1550nm工作波长下，双通道侧面耦合系统可达到95.47%的耦合效率。单通道侧面耦合波导可实现94.49%的耦合效率。3.应用二维结构光子晶体与纳米线波导构成光子晶体非对称式谐振腔，并基于该非对称式谐振腔设计了光子晶体波导与纳米线波导间的高效耦合系统。当入射电磁波波长为1550nm时，对于长为3.06μm，宽为0.105μm的纳米线波导，该耦合系统耦合效率高达98.64%。4.设计了两种两级光子晶体缩束器件，可以在连接器件的同时对光束宽度进行调节。其中基于光子晶体波导间空间耦合的两级缩束器可以达到93.4%的传输效率以及16.08的压缩比，出射光束的半高宽仅为0.148μm。基于光子晶体谐振腔的两级光子晶体缩束器可实现94.6%的传输效率以及14.875的压缩比，出射光束半高宽为0.16μm。