光子晶体（Photonic Crystals）是近年来发展起来的一种可在物理结构层面上高度有序设计的新型超材料。光子晶体可以控制光流,提高光与介质间的相互作用,使得其在诸多领域均有广大的应用前景。其中在传感领域,将具有响应的传感介质置于光子晶体中,赋予其可调谐的光子带隙,可以制得针对各种外界信号源（温度、压力、气体等）的光子晶体传感器。从制作层面而言,基于薄膜光学的一维光子晶体由于其制作简单、工艺成熟而被研究的最为广泛。金属有机骨架（Metal Organic Frameworks,MOFs）材料,由于其高比表面积、高孔隙率、高孔道尺寸和功能可调性而被广泛地应用于气体吸附、分离、传感等领域。当MOFs材料作为光子晶体中的传感层时,因其多孔性及丰富的主-客体交互性,可在吸附分析物时使得光子晶体发生明显的禁带偏移,提供足够的可识别光信号。这在对有毒气体的定向传感识别,对特定气体浓度标定等领域具有重要的应用。因而,本文将聚焦于对MOF基一维光子晶体气体传感器的研究。本文的研究内容大致为以下几部分:1.针对一维光子晶体的理论模型进行构建,采用传输矩阵法针对一维光子晶体的反射率和光子带隙的计算进行了理论推导。采用MATLAB编程,探究了各结构参数（入射角、周期数、折射率、层厚）对一维光子晶体带隙结构和光学性能的影响,为后续实验制备MOF基一维光子晶体提供了理论指导。2.采用旋涂法制备了具有鲜明结构色的典型MOF基一维光子晶体传感器（（MIL-101-NH2（Cr）/Ti O2）n）。运用前述理论模拟验证了实验所制传感器的可信性和有效性。传感器性能方面,该MIL-101-NH2（Cr）基一维光子传感器对甲醛的光学响应信号最高,峰移量为43 nm,可以有效的与其他待检分析物气体进行区分。在对甲醛单一气体的测试中,其光学响应与甲醛浓度呈良好的线性关系（R~2=0.99362）,对应的浓度灵敏度为0.02 nm/ppm,理论上最小可检测到的甲醛浓度为5 ppm。另外,该传感器的响应时间约为500毫秒,恢复时间约为20秒。此外,该MOF基传感器具有可靠的重复性以及在长期存储和高温环境中的稳定性,这使得该传感器在气体传感领域具有较高的竞争力。3.为了提高MOF基一维光子晶体传感器的性能,采用在MOF中掺杂第二金属的方式对传感材料进行扩展研究。选用纯ZIF-8（Zn）和ZIF-8（Zn@Co）作为传感层,在充分考量实验情况和理论优化程度后,分别制备对应的四周期一维光子晶体传感器。与对照组纯ZIF-8（Zn）基传感器相比,基于双金属ZIF-8（Zn@Co）的传感器对氯苯（MCB）具有更高的光学响应和更好的传感性能,其选择性更高。这显示出了通过掺杂第二金属对MOF基传感器性能提升的可能性。另外传感器性能方面,双金属ZIF-8（Zn@Co）基一维光子晶体传感器在氯苯（MCB）低浓度范围下（<100 ppm）表现出高线性度以及高灵敏度（0.05 nm/ppm）,在600 ppm MCB浓度下,对应的响应时间约为600 ms,恢复时间约为9.5 s。且该双金属传感器经200℃高温、超声45min、30天常温保存后,表现出良好的可逆性和稳定性,这也显示出双金属MOF基一维光子晶体传感器的潜在应用前景。