光子晶体是一种介电常数周期性变化的材料,由于其具有控制和调节光子运动的性质,因此在光通信及光集成等领域具有巨大的应用前景。目前,光子晶体已经成为了世界范围内的一个研究热点。研究光子晶体的关键主要在于如何制备光子带隙范围在可见光和近红外的宽带隙光子晶体结构。本文利用实验制备和模拟仿真的方法对三维光子晶体进行了较深入的研究,具体研究内容和取得的主要成果如下：1、采用改进的stober法制备得到了不同粒径的Si02微球,通过扫描电镜的表征,观察到实验制备的Si02微球具有良好的球状外形和单分散性。通过对不同反应条件下所制备的Si02微球的SEM图进行分析,发现反应条件和反应物的配比对生成的Si02微球有着比较明显的影响,并研究了无水乙醇的量、浓氨水的量、TEOS混合溶液的滴加速度对微球的大小和单分散性的影响。2、采用垂直沉积法,成功制备了微球粒径为300nm到500nm之间的三维Si02光子晶体,并通过SEM对样品的表面形貌进行了表征,观察到所制备的样品内部和外部都具有大面积的有序结构,但还是存在一些点缺陷和面缺陷,并且发现随着使用Si02微球的粒径减小,晶体表面的缺陷也有所减小,质量有所提高。通过研究改变垂直沉积法的各种条件后组装成的三维Si02光子晶体的光学特性来尝试改进这种方法。分析不同温度、微球粒径、基片与液面所成角度、悬浮液中微球的质量分数对光子晶体带隙性能的影响,并总结了较佳的垂直沉积法条件。3、利用FDTD方法,成功仿真了三维蛋白石结构以及三维螺旋型结构的光子晶体,并且可以得到两种光子晶体的透射率图谱,发现有比较明显的光子带隙效应。对蛋白石结构光子晶体进行模拟仿真,研究了微球材料、粒径大小、层数、松散程度、周期性的点、线、面缺陷对光子晶体光学特性的影响并总结了规律。对三维螺旋型结构的光子晶体并进行了模拟仿真,研究了微球材料、粒径大小、层数对这种光子晶体的光学特性的影响并总结了规律。