中文摘要：

光子晶体是指折射率变化周期与光波长在同一量级的人工晶体结构，是设计微纳米光子器件的理想平台。光子晶体微腔具有光场强局域化特性，能极大地增强微腔中的非线性克尔效应，使器件的透射率严重依赖于入射信号的强弱，具有超快响应和超低功率的开关特性；另一方面，结构非对称可以使信号耦合到器件的难易程度与信号的入射方向紧密相关，即具有单向透射的特性。这两种因素的结合构成了实现光子晶体全光二极管的物理基础。本项目要回答缺陷微腔应具有怎样的特性才能使开关具有高消光比；什么样的非对称结构才具有高单向性、同时器件又容易设计和制备。通过本项目研究，我们得到了全光二极管的两类最佳运行机制及其相应的器件结构采用自诱导模式的非对称"缺陷对"，其对比度可高达几百。而采用浦泵辅助模式的非对称单缺陷，则具有结构简单和逻辑控制的特点，对比度也达到实际应用的要求。我们相信，具有三超特性（超快响应、超低功率和超小体积）的全光二极管，对实现全光通信和高密度光路集成至关重要。