硅光子学的发展不过短短几十年,但在如今的信息化社会中受到的关注已经是越来越大。无论是光芯片、光互联、光计算或者是光传感等领域,小而精、高而省的硅基光电子器件以及硅基光子片上集成始终是中外学者研究的重点。光子晶体是一种空间折射率周期性变化的微结构,对于入射光波其会产生类似于半导体能带一样的光子能带,产生光子局域特性:频率处在光子频率禁带范围内的光或者电磁波在光子晶体中是无法传播的。另外,光子晶体中缺陷模之间的耦合会形成微禁带,微禁带能够将光能量由基模转化为高阶模并反射,从而在基模的频域区产生微带隙效应。模式耦合是许多功能型光学微纳器件的基本工作机制,配合上光子晶体这种特殊结构平台,必然会使光子晶体中的微带隙有许多潜在并且极有价值的应用。基于以上背景,基于多模硅光子晶体纳米梁产生的微带隙而设计制作了光学带阻滤波器。光学带阻滤波器具备极灵敏、高带宽、极低反射光强、且器件结构紧凑的特点。在不到40μm的器件长度下,可以通过调节纳米梁的结构参数,实现3 dB带宽由27 nm到90 nm大范围可调节,同时滤波中心波长可在1.41μm到1.71μm范围内移动,有很强的实用性。另外,仿真得到的光学带阻滤波器的滤波曲线极陡峭、带边平整,滤波中心波长损耗超过40 dB,有着优秀的滤波性能。对比同样带阻滤波的长周期光栅性能更优良,器件尺寸大幅减小。本论文首先介绍了包括平面波展开法和有限时域差分在内的光子晶体计算理论,并随之讲述了器件结构与工作原理;然后通过三维有限时域差分仿真计算了器件的传输谱线,并比较了器件的主要结构参数对滤波曲线的影响;之后利用高斯切趾和增加渐变小孔等方式对器件进行优化,极大地抑制滤波器带边振荡并进一步降低反射光强;最后,尝试制作了该带阻滤波器,给出了实际制作效果并分析了测试结果。此光学带阻滤波器的设计为光子晶体以及微禁带的开发与应用给出了参考,同时也为以后的硅基光电子集成芯片的发展进行器件储备。