光学微腔也可以叫做光学谐振器,是周期性介质出现缺陷时所形成的可以局限特定频率光子的微米量级腔结构。光学微腔的尺寸很小,一般在几微米到几百微米,可满足集成光学要求的器件小型化,集成化。同时光学微腔拥有较为理想的品质因子及很小的模式体积,可以应用于低阈值激光器等光无源器件。并且光学微腔也因为具有易于制作和良好的光学性能等优点而受到越来越多的关注。论文中设计了两种不同结构的石墨烯光子晶体光学微腔,一种是一维的渐变圆环形光子晶体石墨烯纳米梁腔,另一种是二维混合石墨烯光子晶体表面等离子体微腔。渐变圆环形光子晶体石墨烯纳米梁腔是以二氧化硅为基底,在硅上构建一种具有高度局域和低损耗的渐变圆环形石墨烯光子晶体波导,这个波导具有明显的TM模式带隙。在波导中渐变圆环缺陷形成一个纳米微腔。利用三维时域有限差分方法模拟仿真了微腔的能带特性,讨论了镜像区、渐变区空气环数目、内外空气环孔径和纳米梁宽度等参数对微腔特性的影响,确定了结构的特征参数。在1550nm通信波段内,此微腔结构可以得到较为理想的品质因子和模式体积,比传统结构的微腔具有更小的传输损耗,拥有的模式限制能力更好。同时,该微腔结构可降低由模式突变引起的损耗。由于通过外加电压可以实时变化石墨烯的费米能级的数值,实现电光调制,所以此结构可用于电光调制器的波导部分。混合石墨烯光子晶体表面等离子体微腔是基于光子晶体-石墨烯-光子晶体模型,在对称的光子晶体层中心引入缺陷形成缺陷腔,是一种混合石墨烯光子晶体表面等离子体微腔结构。通过改变微腔的结构参数,采用三维时域有限差分方法分析了该微腔结构的能带特性,品质因子值及模式体积值。得到了此微腔结构的场强分布,验证了提出的微腔结构具有明显的光子禁带特性。同时仿真分析了点缺陷四周空气孔半径和用不同折射率的介质填充小孔时对微腔各个参数的影响。在1550nm通信波段内,混合石墨烯光子晶体表面等离子体微腔的模式体积很小,能够达到亚波长尺寸的性能,Q/V高达29937.5（λ/n）^-3。这种微腔结构具有良好的电热传导性,可以为大功率激光器等光学器件的制作提供新的设计思路和基础。