随着信息科技的发展,电磁环境越趋复杂,对电磁环境的检测对于保证设备正常运行意义重大。光学方法具有抗电磁干扰的特点,逐渐取代电学方法而应用于电磁传感中。光子晶体作为一种新型的微结构,拥有设计灵活、体积小、易于集成等优点吸引了大量的研究。本文在H0腔和H1腔基础上设计了一种基于二维光子晶体的电磁级联传感结构,为探索高灵敏电磁传感提供了一种新颖简便的方法。本文首先运用平面波展开法和时域有限差分法,借助Rsoft和Lumerical-FDTD仿真软件,数值分析了边腔耦合型传感结构H0腔和改进的H1腔的灵敏度S和Q值与传感结构特征参数的依赖关系,并根据计算结果得到优化的结构参数。H0腔传感结构在移动距离d₀=0.06a,传感空气孔数N=4时的传感灵敏度S为210nm/RIU,Q值为3389;改进的H1腔传感结构在缩小空气孔半径r₁=0.24a,传感空气孔数N=7时的灵敏度S为200nm/RIU,Q值可达4207。基于以上讨论,本文在关于W1波导镜像对称的H0腔以及改进的H1腔传感结构中,通过将两对传感微腔引入到同一个二维光子晶体中,提出了一种基于二维光子晶体电磁级联传感结构,用于电压、磁场的检测,分别对电压和磁场传感特性进行了仿真模拟和数值分析并对其参数进行了优化。选择二维光子晶体晶格常数a=420nm,空气孔半径r=0.34a=142.8nm,H0腔相邻空气孔移动距离d₀=0.08a=33.6nm,改进的H1腔空气孔半径r₁=0.20a=84nm;该传感结构在14-50V范围内最大电压灵敏度S_V=1.86nm/V,在10-40m T范围内,磁场灵敏度S_m=13.06nm/m T;且两对传感微腔相互独立,互不影响,在相应的测量区间内拥有良好的线性关系。本文所设计的基于二维光子晶体电磁级联传感结构不仅可以解决一定范围内电压、磁场的检测,而且通过改变填充材料可用于其他多参量光子晶体传感结构的集成中。