光子晶体结构对光谱反射、吸收和透射具有强大的选择调控能力,可按照人类需求对光谱进行选择性的调控和裁剪,获取所需要的光谱信号,可广泛运用于光谱探测和新能源等领域。本论文基于光子晶体结构出发,从可见到红外波段,理论模拟设计不同一维光子晶体结构的光学性质,并用于窄带滤波器光学元件、辐射制冷器件等研究。具体成果如下:1、设计并制备出带宽低于1nm且具有较高透过率的1064nm超窄带滤波器,其半高宽最窄可达0.31nm,且具有良好的窄带滤波作用。探究优化镀膜工艺条件以获得消光系数尽可能小的Ta₂O₅、SiO₂薄膜材料,提出了一种光学薄膜材料光学常数的在线检测方法,通过镀膜过程中的光强透射率与膜层厚度的对应关系,拟合得到相应工艺条件下沉积的膜的光学常数。并基于此方法,优化镀膜工艺,获得消光系数小的薄膜材料;最后优化监控方式,最终获得4种不同光子晶体窄带滤波器光学元件。其在低于1nm的半高宽下依旧有75%的透过率,并从实验上验证了随着光子晶体周期数n的增加,窄带滤波器半高宽与峰值透过率逐渐减小。2、编辑辐射制冷功率计算程序,并基于此对基底和辐射制冷材料选择,最终选定Ag+SiO₂结构作为辐射制冷主要结构。理论模拟其不同角度的吸收谱,并计算其辐射制冷功率,获得Ag+SiO₂结构半球积分的日间辐射制冷功率为132.8W/m²。并基于此对Ag+SiO₂结构进行微纳加工,以克服部分不利于辐射制冷的光谱特性上的不足。通过在Ag与玻璃基底之间镀制一维光子晶体DBR反射层,可减少5W/m²太阳能部分吸收。同时,通过表面改性,获得Ag+SiO₂结构上表面镀制的长宽均为1μm,高4μm的周期性棱锥结构,可近乎完美的克服了Ag+SiO₂结构在10μm附近的小的吸收谷,最终获0°方向上日间净辐射制冷功率为182.1W/m²的辐射制冷结构。